KR20200010600A - Electronic circuit and method for automatically adjusting a phase of a drive signal applied to an electric motor in accordance with a zero current detected in a winding of the electric motor and for detecting the zero current - Google Patents
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Abstract
모터 제어 회로 및 관련 기술들은 모터가 가속되거나 감속되면서 다른 모터 속도들에서의 모터 권선 내의 영전류로서 동일한 상대 위상에서 전기 모터의 회전 기준 위치를 유지하도록 모터 구동의 위상을 조정할 수 있다. 모터 제어 회로 및 관련 기술들은 모터 권선을 구동시키는 데 사용되는 하프 브리지 회로 내의 역방향 전류를 검출함에 의해 상기 모터 권선 내의 전류의 영교차를 검출한다. Motor control circuitry and related technologies can adjust the phase of the motor drive to maintain the rotational reference position of the electric motor in the same relative phase as zero current in the motor windings at different motor speeds as the motor is accelerated or decelerated. Motor control circuitry and related technologies detect zero crossings of current in the motor windings by detecting the reverse current in the half bridge circuit used to drive the motor windings.
Description
본 발명은 대체로 전기 모터 제어 회로들에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 전기 모터에 인가되는 구동 신호의 위상의 자동 조정을 제공할 수 있고, 전기 모터의 권선 내의 영전류(zero current)를 검출할 수 있는 전기 모터 제어 회로에 관한 것이다.The present invention relates generally to electric motor control circuits, and more particularly, to provide automatic adjustment of the phase of a drive signal applied to an electric motor and to detect zero current in the windings of the electric motor. It relates to an electric motor control circuit that can.
브러실리스(brushless) DC(BLDC) 전기 모터들을 제어하고 구동시키는 회로들이 알려져 있다. 일부 장치들에서, 상기 회로들은 상기 전기 모터를 구동시키는 구동 신호들의 위상 진행을 제공하며, 상기 위상 진행은 상기 전기 모터의 회전 속도와 관련되거나 측정된 모터 전체 전류와 관련된다. 그러나, 이러한 회로들은 위상 진행들과 회전 속도들 사이에 하나의 관계만을 제공할 수 있거나, 작은 숫자의 관계들을 제공할 수 있다. 또한, 모터 제어 집적 회로(IC)의 외부 구성 요소들과 핀들이 각 전기 모터 또는 각 전기 모터 응용을 위한 변수들을 설정하도록 요구될 수 있다.Circuits for controlling and driving brushless DC (BLDC) electric motors are known. In some devices, the circuits provide a phase progression of drive signals for driving the electric motor, the phase progression being related to the rotational speed of the electric motor or to the measured motor total current. However, these circuits may provide only one relationship between phase advances and rotation speeds, or may provide a small number of relationships. In addition, external components and pins of the motor control integrated circuit (IC) may be required to set parameters for each electric motor or for each electric motor application.
일부 알려진 전기 모터 구동 회로들이 2009년 9월 15일에 등록된 미국 특허 제7,590,334호, 2010년 6월 29일에 등록된 미국 특허 제7,747,146호, 그리고 2011년 10월 12일에 등록된 미국 특허 출원 제13/271,723호에 기재되어 있고, 이들은 모두 그 개시 사항들이 여기에 참조로 포함되며, 본 출원의 양수인에게 양도되었다.Some known electric motor drive circuits are disclosed in US Patent No. 7,590,334, filed September 15, 2009, US Patent No. 7,747,146, filed June 29, 2010, and US patent application, filed October 12, 2011. 13 / 271,723, all of which are hereby incorporated by reference and are assigned to the assignee of the present application.
BLDC 전기 모터는 다른 응용들에 사용될 때에 속도에 대한 다른 효율 행동들을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 동일한 BLDC 전기 모터가 다른 응용들에서 다른 팬 날개 장치들과 사용될 수 있다. 다른 유형들의 BLDC 전기 모터들도 속도에 대한 대른 효율 행동들을 나타낼 수 있다.BLDC electric motors may exhibit different efficiency behaviors for speed when used in other applications. For example, the same BLDC electric motor can be used with other fan vane devices in different applications. Other types of BLDC electric motors can also exhibit different efficiency behaviors for speed.
모터 소음, 진동 및 효율은 다양한 특성들에 의해 영향을 받는다. 하나의 이와 같은 특성은 상기 모터의 회전 위치에 대해 상기 모터 권선들 내에 나타나는 전류들의 위상이다. 특히, 모터 속도가 증가하거나 감소하면서, 상기 전류들의 위상이 각기 상기 모터의 기준 회전 위치를 뒤쳐지거나 선행하게 할 수 있다. 또한, 높은 모터 속도들에서, 상기 모터 권선 내의 전류가 상기 모터의 기준 위치를 뒤처지게 하는 경향을 가질 수 있다.Motor noise, vibration and efficiency are affected by various characteristics. One such property is the phase of the currents present in the motor windings relative to the rotational position of the motor. In particular, as the motor speed increases or decreases, the phases of the currents can each lag behind or precede the reference rotational position of the motor. Also, at high motor speeds, current in the motor windings may tend to lag behind the reference position of the motor.
전술한 관점에서, 모터 권선 전류와 모터 회전 위치 사이의 검출된 위상 차이에 따라 결정되는 자동 위상 조정들을 갖는 전기 모터 구동 신호들을 발생시킬 수 있는 전기 모터 제어 회로 및 관련 방법을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.In view of the foregoing, it may be desirable to provide an electric motor control circuit and associated method capable of generating electric motor drive signals with automatic phase adjustments determined in accordance with the detected phase difference between the motor winding current and the motor rotational position. have.
또한, 전술한 관점에서, 예를 들면 전류의 영교차를 검출함에 의해 모터 권선 내의 전류의 위상을 검출할 수 있는 전기 모터 제어 회로 및 관련 방법을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.In addition, in view of the foregoing, it may be desirable to provide an electric motor control circuit and associated method capable of detecting the phase of the current in the motor winding, for example by detecting the zero crossing of the current.
본 발명은 모터 권선 전류와 모터 회전 위치 사이의 검출된 위상 차이에 따라 결정되는 자동 위상 조정들을 갖는 전기 모터 구동 신호들을 발생시킬 수 있는 전기 모터 제어 회로 및 관련 방법을 제공한다.The present invention provides an electric motor control circuit and associated method capable of generating electric motor drive signals with automatic phase adjustments determined in accordance with the detected phase difference between the motor winding current and the motor rotational position.
본 발명은 또한, 예를 들면 전류의 영교차를 검출함에 의해 모터 권선 내의 전류의 위상을 검출할 수 있는 전기 모터 제어 회로 및 관련 방법을 제공한다.The present invention also provides an electric motor control circuit and associated method capable of detecting the phase of the current in the motor winding, for example by detecting the zero crossing of the current.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 모터 권선들을 갖는 다상(multi-phase) 모터를 구동시키는 방법은, 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나를 통하는 전류의 영교차(zero crossing)를 나타내는 영전류(zero current) 신호를 발생시키는 단계; 상기 모터의 각 회전(angular rotation)의 기준 위치를 나타내는 위치 기준 신호를 발생시키는 단계; 위상 비교 신호를 발생시키도록 상기 영전류 신호의 위상과 상기 위치 기준 신호의 위상을 비교하는 단계; 각기 상기 위상 비교 신호의 값에 관련된 위상을 갖는 복수의 변조 신호들을 발생시키는 단계; 그리고 상기 복수의 변조 신호들에 따라 상기 복수의 모터 권선들에 대한 복수의 모터 구동 신호들을 발생시키는 단계를 포함한다.According to one aspect of the present invention, a method of driving a multi-phase motor having a plurality of motor windings includes a zero current representing a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings. generating a zero current signal; Generating a position reference signal indicative of a reference position of an angular rotation of the motor; Comparing a phase of the zero current signal and a phase of the position reference signal to generate a phase comparison signal; Generating a plurality of modulated signals, each having a phase related to a value of the phase comparison signal; And generating a plurality of motor drive signals for the plurality of motor windings in accordance with the plurality of modulation signals.
일부 실시예들에 있어서, 상술한 방법은 다음 측면들의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.In some embodiments, the method described above can include one or more of the following aspects.
상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 위치 기준 신호를 발생시키는 단계는,In some embodiments of the method, generating the position reference signal includes:
상기 모터에 근접하여 배치되는 홀 센서(Hall sensor)로 홀 센서 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.Generating a hall sensor signal with a Hall sensor disposed proximate to the motor.
상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 위치 기준 신호를 발생시키는 단계는,In some embodiments of the method, generating the position reference signal includes:
상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나에 연결되는 역 기전력(back EMF) 모듈로 역 기전력 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.Generating a back EMF signal to a back EMF module coupled to at least one of the plurality of motor windings.
상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 위치 기준 신호를 발생시키는 단계는,In some embodiments of the method, generating the position reference signal includes:
상기 기준 위치를 구현하는 상기 모터에 근접하는 시간 창(time window) 동안에 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나에 대한 모터 구동 신호를 정지시키는 단계; 및Stopping a motor drive signal for at least one of the plurality of motor windings during a time window proximate the motor embodying the reference position; And
역 기전력 신호의 영교차에 의해 상기 시간 창 동안에 상기 기준 위치를 검출하는 단계를 포함한다.Detecting the reference position during the time window by zero crossing of a back EMF signal.
상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 변조 신호들을 발생시키는 단계는,In some embodiments of the method, generating the plurality of modulated signals comprises:
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나의 형상에 대응하여 변조 값들이 저장되는 룩업 테이블(look up table)을 제공하는 단계를 포함하고;Providing a look up table in which modulation values are stored corresponding to at least one shape of the plurality of modulation signals;
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제1의 연속적인 톱니 램프 신호(sawtooth ramp signal)를 발생시키는 단계를 포함하며;Generating a first continuous sawtooth ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value;
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제2의 연속적인 톱니 램프 신호를 발생시키도록 상기 제1의 연속적인 톱니 램프 신호를 상기 위상 비교 신호에 관련된 값에 추가하는 단계를 포함하고, 상기 제2의 연속적인 톱니 램프 신호의 가장 작은 값과 가장 큰 값은 상기 제1의 연속적인 톱니 램프 신호의 가장 작은 값 및 가장 큰 값으로부터의 조정 시간에 의해 시간에 맞게 시프트되며, 상기 조정 시간은 상기 위상 비교 신호와 관련되고; Converting the first continuous sawtooth ramp signal to a second continuous sawtooth ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value; Adding to a value associated with s i, wherein the smallest and largest values of the second consecutive sawtooth ramp signal are adjusted times from the smallest and largest values of the first continuous sawtooth ramp signal. Shifted in time by the adjustment time being related to the phase comparison signal;
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나를 발생시키기 위해 상기 룩업 테이블 내의 값들을 연속하여 찾도록 상기 조정된 연속적인 톱니 램프 신호들을 이용하는 단계를 포함하며;Using the adjusted continuous sawtooth ramp signals to continuously find values in the lookup table to generate at least one of the plurality of modulated signals;
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나와 소정의 위상 관계에서 적어도 하나의 다른 변조 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.Generating at least one other modulated signal in a predetermined phase relationship with at least one of the plurality of modulated signals.
상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 영전류 신호를 발생시키는 단계는,In some embodiments of the method, generating the zero current signal comprises:
상기 전기 모터에 연결되는 각각의 복수의 하프 브리지 회로(half bridge circuit)들로 상기 복수의 모터 구동 신호들을 발생시키는 단계를 포함하고, 각 하프 브리지 회로는,Generating the plurality of motor drive signals with respective plurality of half bridge circuits coupled to the electric motor, wherein each half bridge circuit comprises:
각각의 제1 및 제2 직렬로 연결된 트랜지스터들;Respective first and second series connected transistors;
하이(high) 전원 공급 전압을 수용하기 위한 각각의 전원 공급 고전압 노드;Each power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage;
로우(low) 전원 공급 전압을 수용하기 위한 각각의 전원 공급 저전압 노드; 및Each power supply low voltage node for receiving a low power supply voltage; And
상기 복수의 모터 구동 신호들의 각각의 하나가 발생되는 각각의 출력 노드를 구비하며,Each output node on which one of each of the plurality of motor drive signals is generated;
상기 복수의 하프 브리지 회로들의 적어도 하나의 상기 제1 또는 제2 트랜지스터의 적어도 하나를 통과하는 역방향 전류를 검출하는 단계를 포함하고, 상기 검출하는 단계는,Detecting a reverse current passing through at least one of the first or second transistors of at least one of the plurality of half bridge circuits, wherein the detecting comprises:
상기 하이 전원 공급 전압 이상의 상기 출력 노드에서의 전압을 검출하는 단계; 또는Detecting a voltage at the output node above the high power supply voltage; or
상기 로우 전원 공급 전압 이하의 상기 출력 노드에서의 전압을 검출하는 단계를 구비하며,Detecting a voltage at the output node below the low power supply voltage,
상기 역방향 전류를 검출하는 단계에 따라 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나를 통하는 전류의 영교차를 나타내는 영전류 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.Generating a zero current signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings in accordance with detecting the reverse current.
상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 역방향 전류를 검출하는 단계는,In some embodiments of the method, detecting the reverse current comprises:
상기 제1 및 제2 트랜지스터들이 모두 턴 오프되는 시간들에서 상기 출력 노드에서만 전압을 샘플링함에 의해 상기 역방향 전류를 검출하는 단계를 포함한다.Detecting the reverse current by sampling a voltage only at the output node at times when both the first and second transistors are turned off.
상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 모터 구동 신호들의 각각의 하나는,In some embodiments of the method, each one of the plurality of motor drive signals,
각각의 복수의 펄스 폭 변조 신호들을 포함하고, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 하이 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 하이 값들 및 상기 하이 전원 공급 전압 보다 높은 과도 하이 값들을 구비하는 하이 상태들을 가지며, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 로우 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 로우 값들 및 상기 로우 전원 공급 전압 보다 낮은 과도 로우 값들을 구비하는 로우 상태들도 가진다.Each of the plurality of pulse width modulated signals, each one of the plurality of pulse width modulated signals having steady state high values proximate the high power supply voltage and transient high values higher than the high power supply voltage. High states, each one of the plurality of pulse width modulation signals also has low states having steady state low values proximate the low power supply voltage and transient low values lower than the low power supply voltage.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 모터 권선들을 갖는 다상 모터를 구동시키기 위한 전자 회로는 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나를 통하는 전류의 영교차를 나타내는 영전류 신호를 발생시키도록 구성되는 전류 측정 모듈을 포함한다. 상기 전자 회로는 또한 상기 모터의 각 회전의 기준 위치를 나타내는 위치 기준 신호를 발생시키도록 구성되는 위치 측정 모듈을 포함한다. 상기 전자 회로는 또한 위상 비교 신호를 발생시키기 위해 상기 영전류 신호의 위상과 상기 위치 기준 신호의 위상을 비교하도록 구성되며, 각기 상기 위상 비교 신호의 값에 관련된 위상을 갖는 복수의 변조 신호들을 발생시키도록 구성되는 변조 신호 발생 모듈을 포함한다. 상기 전자 회로는 또한 상기 복수의 변조 신호들에 따라 상기 복수의 모터 권선들에 대해 복수의 모터 구동 신호들을 발생시키도록 구성되는 구동 회로를 포함한다.According to another aspect of the present invention, an electronic circuit for driving a multiphase motor having a plurality of motor windings is configured to generate a current measurement signal that is configured to generate a zero current signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings. Contains modules The electronic circuit also includes a position measuring module configured to generate a position reference signal indicative of the reference position of each rotation of the motor. The electronic circuit is further configured to compare the phase of the zero current signal and the phase of the position reference signal to generate a phase comparison signal, each generating a plurality of modulated signals having a phase related to the value of the phase comparison signal. And a modulated signal generation module configured to. The electronic circuit also includes a drive circuit configured to generate a plurality of motor drive signals for the plurality of motor windings in accordance with the plurality of modulation signals.
일부 실시예들에 있어서, 전술한 전자 회로는 다음의 측면들의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.In some embodiments, the foregoing electronic circuit can include one or more of the following aspects.
상기 전자 회로의 일부 실시예들에 있어서, 상기 위치 측정 모듈은 상기 모터에 근접하여 배치되는 홀 센서에 의해 발생되는 홀 신호에 따라 상기 위치 신호를 발생시키도록 더 구성된다.In some embodiments of the electronic circuit, the position measuring module is further configured to generate the position signal in accordance with a Hall signal generated by a Hall sensor disposed in proximity to the motor.
상기 전자 회로의 일부 실시예들에 있어서, 상기 위치 측정 모듈은 모터 권선 내에 발생되는 역 기전력 신호에 따라 상기 위치 신호를 발생시키도록 더 구성된다.In some embodiments of the electronic circuit, the position measuring module is further configured to generate the position signal in accordance with a back EMF signal generated in a motor winding.
상기 전자 회로의 일부 실시예들에 있어서, 상기 위치 기준 신호를 발생시키는 단계는,In some embodiments of the electronic circuit, generating the position reference signal includes:
상기 기준 위치를 구현하는 상기 모터에 근접하는 시간 창 동안에 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나에 대해 모터 구동 신호를 정지시키는 단계; 및Stopping a motor drive signal for at least one of the plurality of motor windings during a time window proximate the motor embodying the reference position; And
상기 역 기전력 신호의 영교차에 의해 상기 시간 창 동안에 상기 기준 위치를 검출하는 단계를 포함한다.Detecting the reference position during the time window by zero crossing of the back EMF signal.
상기 전자 회로의 일부 실시예들에 있어서, 상기 변조 신호 발생 모듈은,In some embodiments of the electronic circuit, the modulated signal generation module,
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나의 형상에 대응되는 변조 값들이 저장되는 룩업 테이블(look up table);A look up table storing modulation values corresponding to at least one shape of the plurality of modulation signals;
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제1의 연속적인 톱니 램프 신호를 발생시키도록 구성되는 톱니 발생기;A tooth generator configured to generate a first continuous tooth ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value;
상기 영전류 신호를 나타내는 신호를 수신하도록 연결되고, 상기 위치 기준 신호를 나타내는 신호를 수신하도록 연결되며, 상기 위상 비교 신호를 나타내는 신호를 발생시키도록 구성되는 타이밍/위상 에러 검출기(timing/phase error detector); 및A timing / phase error detector coupled to receive a signal indicative of the zero current signal, coupled to receive a signal indicative of the position reference signal, and configured to generate a signal indicative of the phase comparison signal ); And
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제2의 연속적인 톱니 램프 신호를 발생시키기 위해 상기 위상 비교 신호에 관련된 값에 상기 제1의 연속적인 톱니 램프 신호를 추가하도록 구성되는 가산 모듈(summation module)을 포함하며, 상기 제2의 연속적인 톱니 램프 신호의 가장 작은 및 가장 큰 값들은 상기 제1의 연속적인 톱니 램프 신호의 가장 작은 및 가장 큰 값들로부터의 조정 시간에 의해 시간에 맞게 시프트되고, 상기 조정 시간은 상기 위상 비교 신호와 관련되며, 상기 조정된 연속적인 톱니 램프 신호는 상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나를 발생시키도록 상기 룩업 테이블 내의 값들을 연속하여 찾는 데 이용되고, 상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나에 대한 소정의 위상 관계에서 적어도 하나의 다른 변조 신호를 발생시키는 데 이용된다.The first continuous to a value associated with the phase comparison signal to generate a second continuous sawtooth ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value. And a summation module configured to add the sawtooth ramp signal, wherein the smallest and largest values of the second consecutive sawtooth ramp signal are the smallest and largest of the first continuous sawtooth ramp signal. Shifted in time by an adjustment time from values, the adjustment time being associated with the phase comparison signal, wherein the adjusted continuous sawtooth ramp signal is generated in the lookup table to generate at least one of the plurality of modulation signals. Used to sequentially find the values and write down in a predetermined phase relationship to at least one of the plurality of modulated signals Fig. 1 is used to generate another modulated signal.
일부 실시예들에 있어서, 상기 전자 회로는,In some embodiments, the electronic circuitry,
상기 전기 모터에 연결되고, 상기 복수의 모터 구동 신호들을 발생시키도록 구성되는 복수의 하프 브리지 회로들을 더 포함하며, 각 하프 브리지 회로는,A plurality of half bridge circuits coupled to the electric motor and configured to generate the plurality of motor drive signals, each half bridge circuit comprising:
각각의 제1 및 제2 직결로 연결된 트랜지스터들;Respective first and second directly connected transistors;
하이 전원 공급 전압을 수용하기 위한 각각의 전원 공급 고전압 노드;Each power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage;
로우 전원 공급 전압을 수용하기 위한 각각의 전원 공급 저전압 노드; 및Each power supply low voltage node for receiving a low power supply voltage; And
상기 복수의 모터 구동 신호들의 각각의 하나가 발생되는 각각의 출력 노드를 구비하고,Each output node on which one of each of the plurality of motor drive signals is generated,
적어도 하나의 비교기를 더 포함하며, 상기 비교기는,Further comprising at least one comparator, wherein the comparator,
상기 하이 전원 공급 전압 이상인 상기 출력 노드에서의 전압; 또는A voltage at the output node that is above the high power supply voltage; or
상기 로우 전원 공급 전압 이하인 상기 출력 노드에서의 전압의 적어도 하나를 검출하는 것에 의해 상기 복수의 하프 브리지 회로들의 적어도 하나의 상기 제1 및 제2 트랜지스터들의 적어도 하나를 통과하는 역방향 전류를 나타내는 각각의 적어도 하나의 비교기 출력 신호를 발생시키도록 구성되고;At least each of which represents a reverse current through at least one of the first and second transistors of at least one of the plurality of half bridge circuits by detecting at least one of the voltages at the output node that is less than or equal to the low power supply voltage. Generate one comparator output signal;
상기 적어도 하나의 비교기 출력 신호에 따라 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나를 통하는 상기 전류의 영교차를 나타내는 상기 영전류 신호를 발생시키도록 구성되는 프로세서를 더 포함한다.And a processor configured to generate the zero current signal indicative of the zero crossing of the current through at least one of the plurality of motor windings in accordance with the at least one comparator output signal.
상기 전자 회로의 일부 실시예들에 있어서, 상기 검출하는 것은 상기 제1 및 제2 트랜지스터들이 모두 턴 오프되는 시간들에서 상기 출력 노드만에서의 전압을 샘플링함에 의해 상기 역방향 전류를 검출하는 것을 더 포함한다.In some embodiments of the electronic circuit, the detecting further includes detecting the reverse current by sampling a voltage at the output node only at times when both the first and second transistors are turned off. do.
상기 전자 회로의 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 모터 구동 신호들의 각각의 하나는,In some embodiments of the electronic circuit, each one of the plurality of motor drive signals is:
각각의 복수의 폭 변조 신호들을 포함하고, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 하이 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 하이 값들 및 상기 하이 전원 공급 전압 보다 높은 과도 하이 값들을 구비하는 하이 상태들을 가지며, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 로우 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 로우 값들 및 상기 로우 전원 공급 전압 보다 낮은 과도 로우 값들을 구비하는 로우 상태들도 가진다.A respective one of each of the plurality of pulse width modulated signals, each one of the plurality of pulse width modulated signals having a steady state high values proximate the high power supply voltage and a transient high values higher than the high power supply voltage. Each of the plurality of pulse width modulated signals also has low states having steady state low values proximate the low power supply voltage and transient low values lower than the low power supply voltage.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 모터 권선들을 갖는 다상 모터를 구동시키기 위한 방법은 상기 전기 모터에 연결되는 하프 브리지 회로로 모터 구동 신호를 발생시키는 단계를 포함한다. 상기 하프 브리지 회로는 제1 및 제2 직렬로 연결된 트랜지스터들; 하이 전원 공급 전압을 수용하기 위한 전원 공급 고전압 노드; 로우 전원 공급 전압을 수용하기 위한 전원 공급 저전압 노드; 그리고 상기 모터 구동 신호가 발생되는 출력 노드를 구비한다. 상기 방법은 또한 상기 제1 및 제2 트랜지스터들의 적어도 하나를 통과하는 역방향 전류를 검출하는 단계를 포함한다. 상기 검출하는 단계는 상기 하이 전원 공급 전압 이상인 상기 출력 노드에서의 전압을 검출하는 단계; 또는 상기 로우 전원 공급 전압 이하인 상기 출력 노드에서의 전압을 검출하는 단계의 적어도 하나를 구비한다. 상기 방법은 또한 상기 역방향 전류를 검출하는 단계에 따라 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나를 통하는 전류의 영교차를 나타내는 영전류 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.According to another aspect of the invention, a method for driving a polyphase motor having a plurality of motor windings comprises generating a motor drive signal with a half bridge circuit connected to the electric motor. The half bridge circuit includes first and second transistors connected in series; A power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage; A power supply low voltage node for receiving a low power supply voltage; And an output node from which the motor drive signal is generated. The method also includes detecting a reverse current through at least one of the first and second transistors. The detecting may include detecting a voltage at the output node that is greater than or equal to the high power supply voltage; Or detecting a voltage at the output node that is less than or equal to the low power supply voltage. The method also includes generating a zero current signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings in accordance with detecting the reverse current.
일부 실시예들에 있어서, 전술한 방법은 다음 특징들의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.In some embodiments, the method described above can include one or more of the following features.
상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 역방향 전류를 검출하는 단계는,In some embodiments of the method, detecting the reverse current comprises:
상기 제1 및 제2 트랜지스터들 모두가 턴 오프되는 시간들에서 상기 출력 노드만에서의 전압을 샘플링함에 의해 상기 역방향 전류를 검출하는 단계를 포함한다.Detecting the reverse current by sampling a voltage at the output node only at times when both the first and second transistors are turned off.
상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 모터 구동 신호는,In some embodiments of the method, the motor drive signal,
복수의 펄스 폭 변조 신호들을 포함하고, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 하이 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 하이 값들 및 상기 하이 전원 공급 전압 보다 높은 과도 하이 값들을 구비하는 하이 상태들을 가지며, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 로우 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 로우 값들 및 상기 로우 전원 공급 전압 보다 낮은 과도 로우 값들을 구비하는 로우 상태들도 가진다.A high state comprising a plurality of pulse width modulated signals, each one of said plurality of pulse width modulated signals having steady state high values proximate said high power supply voltage and transient high values higher than said high power supply voltage; Each one of the plurality of pulse width modulated signals also has low states with steady state low values proximate the low power supply voltage and transient low values lower than the low power supply voltage.
일부 실시예들에 있어서, 상기 방법은,In some embodiments, the method,
상기 모터의 각 회전의 기준 위치를 나타내는 위치 기준 신호를 발생시키는 단계;Generating a position reference signal indicative of a reference position of each rotation of the motor;
위상 비교 신호를 발생시키도록 상기 영전류 신호의 위상과 상기 위치 기준 신호의 위상을 비교하는 단계;Comparing a phase of the zero current signal and a phase of the position reference signal to generate a phase comparison signal;
각기 상기 위상 비교 신호의 값과 관련된 위상을 가지는 복수의 변조 신호들을 발생시키는 단계; 및Generating a plurality of modulated signals, each having a phase associated with a value of the phase comparison signal; And
상기 복수의 변조 신호들에 따라 상기 복수의 모터 권선들에 대해 복수의 모터 구동 신호들을 발생시키는 단계를 더 포함한다.Generating a plurality of motor drive signals for the plurality of motor windings in accordance with the plurality of modulation signals.
상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 위치 기준 신호를 발생시키는 단계는,In some embodiments of the method, generating the position reference signal includes:
상기 모터에 근접하여 배치되는 홀 센서로 홀 센서 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.Generating a hall sensor signal to a hall sensor disposed proximate to the motor.
상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 위치 기준 신호를 발생시키는 단계는,In some embodiments of the method, generating the position reference signal includes:
상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나에 연결되는 역 기전력 모듈로 역 기전력 신호를 발생시키는 단계를 포함한다.Generating a back EMF signal with a back EMF module coupled to at least one of the plurality of motor windings.
상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 위치 기준 신호를 발생시키는 단계는,In some embodiments of the method, generating the position reference signal includes:
상기 기준 위치를 구현하는 상기 모터에 근접하는 시간 창 동안에 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나에 대해 모터 구동 신호를 정지시키는 단계; 및Stopping a motor drive signal for at least one of the plurality of motor windings during a time window proximate the motor embodying the reference position; And
역 기전력 신호의 영교차에 의해 상기 시간 창 동안에 상기 기준 위치를 검출하는 단계를 포함한다.Detecting the reference position during the time window by zero crossing of a back EMF signal.
상기 방법의 일부 실시예들에 있어서, 상기 복수의 변조 신호들을 발생시키는 단계는,In some embodiments of the method, generating the plurality of modulated signals comprises:
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나의 형상에 대응하여 변조 값들이 저장되는 룩업 테이블을 제공하는 단계를 포함하고;Providing a lookup table in which modulation values are stored corresponding to at least one shape of the plurality of modulation signals;
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제1의 연속적인 톱니 램프 신호를 발생시키는 단계를 포함하며;Generating a first continuous sawtooth ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value;
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제2의 연속적인 톱니 램프 신호를 발생시키기 위해 상기 위상 비교 신호와 관련된 값에 상기 제1의 연속적인 톱니 램프 신호를 추가하는 단계를 포함하고, 상기 제2의 연속적인 톱니 램프 신호의 가장 작은 및 가장 큰 값들은 상기 제1의 연속적인 톱니 램프 신호의 가장 작은 및 가장 큰 값들로부터의 조정 시간에 의해 시간에 맞게 시프트되고, 상기 조정 시간은 상기 위상 비교 신호와 관련되며;The first continuous to a value associated with the phase comparison signal to generate a second continuous sawtooth ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value. Adding a sawtooth ramp signal, wherein the smallest and largest values of the second consecutive sawtooth ramp signal are determined by an adjustment time from the smallest and largest values of the first continuous sawtooth ramp signal; Shifted in time, the adjustment time being related to the phase comparison signal;
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나를 발생시키기 위해 상기 룩업 테이블 내의 값들을 연속하여 찾도록 상기 조정된 연속적인 톱니 램프 신호를 이용하는 단계를 포함하고;Using the adjusted continuous sawtooth ramp signal to continuously find values in the lookup table to generate at least one of the plurality of modulated signals;
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나와 소정의 위상 관계에서 적어도 하나의 다른 변조 신호를 발생시키는 단계를 포함하며, 각 변조 신호는 상기 복수의 펄스 폭 변조(PWM) 신호들의 각각의 하나와 관련된다.Generating at least one other modulated signal in a predetermined phase relationship with at least one of the plurality of modulated signals, each modulated signal associated with each one of the plurality of pulse width modulated (PWM) signals.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 모터 권선들을 갖는 다상 모터를 구동시키기 위한 전자 회로는 모터 구동 신호를 발생시키기 위해 상기 전기 모터에 연결되는 하프 브리지 회로를 포함한다. 상기 하프 브리지 회로는 제1 및 제2 직렬로 연결된 트랜지스터들; 하이 전원 공급 전압을 수용하기 위한 전원 공급 고전압 노드; 로우 전원 공급 전압을 수용하기 위한 전원 공급 저전압 노드; 그리고 상기 모터 구동 신호가 발생되는 출력 노드를 구비한다. 상기 전자 회로는 또한 상기 하이 전원 공급 전압 이상인 상기 출력 노드에서의 전압; 또는 상기 로우 전원 공급 전압 이하인 상기 출력 노드에서의 전압의 적어도 하나를 검출하는 것에 의해 상기 제1 및 제2 트랜지스터들의 적어도 하나를 통과하는 역방향 전류를 나타내는 각각의 적어도 하나의 비교기 출력 신호를 발생시키도록 구성되는 적어도 하나의 비교기를 포함한다. 상기 전자 회로는 또한 상기 적어도 하나의 비교기 출력 신호에 따라 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나를 통하는 전류의 영교차를 나타내는 영전류 출력 신호를 발생시키도록 구성되는 프로세서를 포함한다.According to another aspect of the invention, an electronic circuit for driving a polyphase motor having a plurality of motor windings comprises a half bridge circuit connected to the electric motor to generate a motor drive signal. The half bridge circuit includes first and second transistors connected in series; A power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage; A power supply low voltage node for receiving a low power supply voltage; And an output node from which the motor drive signal is generated. The electronic circuit also includes a voltage at the output node that is above the high power supply voltage; Or generate each at least one comparator output signal representing a reverse current through at least one of the first and second transistors by detecting at least one of the voltages at the output node that is less than or equal to the low power supply voltage. At least one comparator configured. The electronic circuit also includes a processor configured to generate a zero current output signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings in accordance with the at least one comparator output signal.
일부 실시예들에 있어서, 전술한 전자 회로는 다음 측면들의 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.In some embodiments, the electronic circuit described above can include one or more of the following aspects.
상기 전자 회로의 일부 실시예들에 있어서, 상기 검출하는 것은,In some embodiments of the electronic circuit, the detecting is:
상기 제1 및 제2 트랜지스터가 모두 턴 오프되는 시간들에서 상기 출력 노드만에서의 전압을 샘플링함에 의해 상기 역방향 전류를 검출하는 것을 포함한다.Detecting the reverse current by sampling the voltage at the output node only at times when both the first and second transistors are turned off.
상기 전자 회로의 일부 실시예들에 있어서, 상기 모터 구동 신호는,In some embodiments of the electronic circuit, the motor drive signal,
복수의 펄스 폭 변조 신호들을 포함하고, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 하이 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 하이 값들 및 상기 하이 전원 공급 전압 보다 높은 과도 하이 값들을 구비하는 하이 상태들을 가지며, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 로우 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 로우 값들 및 상기 로우 전원 공급 전압 보다 낮은 과도 로우 값들을 구비하는 로우 상태들도 가진다.A high state comprising a plurality of pulse width modulated signals, each one of said plurality of pulse width modulated signals having steady state high values proximate said high power supply voltage and transient high values higher than said high power supply voltage; Each one of the plurality of pulse width modulated signals also has low states with steady state low values proximate the low power supply voltage and transient low values lower than the low power supply voltage.
일부 실시예들에 있어서, 상기 전자 회로는, In some embodiments, the electronic circuitry,
상기 모터의 각 회전의 기준 위치를 나타내는 위치 기준 신호를 발생시키도록 구성되는 위치 측정 모듈; 및A position measuring module, configured to generate a position reference signal indicating a reference position of each rotation of the motor; And
위상 비교 신호를 발생시키도록 상기 영전류 신호의 위상을 상기 위치 기준 신호의 위상과 비교하도록 구성되고, 각기 상기 위상 비교 신호의 값과 관련된 위상을 갖는 복수의 변조 신호들을 발생시키도록 구성되는 변조 신호 발생 모듈을 더 포함한다.A modulation signal configured to compare a phase of the zero current signal with a phase of the position reference signal to generate a phase comparison signal, each of which is configured to generate a plurality of modulation signals having a phase associated with a value of the phase comparison signal It further comprises a generation module.
*상기 전자 회로의 일부 실시예들에 있어서, 상기 위치 측정 모듈은 상기 모터에 근접하여 배치되는 홀 센서에 의해 발생되는 홀 신호에 따라 상기 위치 신호를 발생시키도록 더 구성된다.In some embodiments of the electronic circuit, the position measuring module is further configured to generate the position signal in accordance with a hall signal generated by a hall sensor disposed in proximity to the motor.
상기 전자 회로의 일부 실시예들에 있어서, 상기 위치 측정 모듈은 모터 권선 내에 발생되는 역 기전력 신호에 따라 상기 위치 신호를 발생시키도록 더 구성된다.In some embodiments of the electronic circuit, the position measuring module is further configured to generate the position signal in accordance with a back EMF signal generated in a motor winding.
상기 전자 회로의 일부 실시예들에 있어서, 상기 전자 회로는 상기 기준 위치를 구현하는 상기 모터에 근접하는 시간 창 동안에 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나에 대해 모터 구동 신호를 정지시키도록 구성되며, 상기 위치 측정 모듈은 상기 시간 창 동안에 상기 기준 위치를 나타내는 상기 위치 기준 신호를 발생시키도록 구성된다.In some embodiments of the electronic circuit, the electronic circuit is configured to stop a motor drive signal for at least one of the plurality of motor windings during a time window proximate to the motor implementing the reference position. The position measurement module is configured to generate the position reference signal indicative of the reference position during the time window.
상기 전자 회로의 일부 실시예들에 있어서, 상기 변조 신호 발생 모듈은,In some embodiments of the electronic circuit, the modulated signal generation module,
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나의 형상에 대응하여 변조 값들이 저장되는 룩업 테이블;A lookup table in which modulation values are stored corresponding to at least one shape of the plurality of modulation signals;
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제1의 연속적인 톱니 램프 신호를 발생시키도록 구성되는 톱니 발생기;A tooth generator configured to generate a first continuous tooth ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value;
상기 영전류 신호를 나타내는 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 위치 기준 신호를 나타내는 신호를 수신하도록 구성되며, 상기 위상 비교 신호를 나타내는 신호를 발생시키도록 구성되는 타이밍/위상 에러 검출기; 및A timing / phase error detector configured to receive a signal indicative of the zero current signal, and configured to receive a signal indicative of the position reference signal, and to generate a signal indicative of the phase comparison signal; And
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제2의 연속적인 톱니 램프 신호를 발생시키기 위해 상기 위상 비교 신호와 관련된 값에 상기 제1의 연속적인 톱니 램프 신호를 추가하도록 구성되는 가산 모듈을 포함하며, 상기 제2의 연속적인 톱니 램프 신호의 가장 작은 및 가장 큰 값들은 상기 제1의 연속적인 톱니 램프 신호의 가장 작은 및 가장 큰 값들로부터의 조정 시간에 의해 시간에 맞게 시프트되고, 상기 조정 시간은 상기 위상 비교 신화와 관련되며, 상기 조정된 연속적인 톱니 램프 신호는 상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나를 발생시키도록 상기 룩업 테이블 내의 값들을 연속하여 찾는 데 이용되고, 상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나에 대한 소정의 위상 관계에서 적어도 하나의 다른 변조 신호를 발생시키는 데 이용되며, 각 변조 신호는 상기 복수의 펄스 폭 변조(PWM) 신호들의 각각의 하나에 관련된다.The first continuous to a value associated with the phase comparison signal to generate a second continuous sawtooth ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value. And an addition module configured to add the sawtooth ramp signal, wherein the smallest and largest values of the second consecutive sawtooth ramp signal are adjusted from the smallest and largest values of the first continuous sawtooth ramp signal. Shifted in time by time, the adjustment time being related to the phase comparison myth, the adjusted continuous sawtooth ramp signal successively summing values in the lookup table to generate at least one of the plurality of modulation signals. At least one in a predetermined phase relationship for at least one of said plurality of modulated signals, Is used to generate a modulated signal, the modulated signal is directed to one or each of the plurality of pulse width modulation (PWM) signal.
전술한 본 발명의 특징들뿐만 아니라 본 발명 자체도 다음의 도면들의 상세한 설명으로부터 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이며, 첨부 도면들에 있어서,
도 1은 변조 신호 발생 모듈을 가지고 전류 측정 모듈을 가지는 예시적인 모터 제어 회로의 블록도이고,
도 2는 특히 모터 제어 회로가 모터에 사인파 형상의 구동을 제공하는 데 사용될 때에 도 1의 예시적인 모터 제어 회로와 관련된 다양한 파형들을 나타내는 그래프이며,
도 3은 특히 모터 제어 회로가 모터에 사인파 형상의 구동을 제공하는 데 사용될 때에 도 1의 예시적인 모터 제어 회로와 관련된 다양한 파형들을 나타내고, 전류 신호와 위치 기준 신호 사이의 위상 차이들을 나타내는 그래프이고,
도 4는 도 1의 예시적인 모터 제어 회로의 변조 신호 발생 모듈로서 사용될 수 있는 예시적인 변조 신호 발생 모듈의 블록도이며,
도 5 및 도 5a는 도 1의 예시적인 모터 제어 회로의 예시적인 하프 브리지 출력 스테이지들을 나타내고, 동작의 다른 위상들에서 모터 권선 전류의 방향들을 나타내는 블록도들이고,
도 6은 모터 권선과 관련된 파형들을, 특히 사인파 형상의 전류, 모터 권선의 사인파 형상의 구동과 관련된 변조 파형 및 변조 파형에 따라 모터를 구동시키는 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 나타내는 그래프이며,
도 7은 도 6의 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 양의 및 음의 상태들의 세부 사항들을 나타내는 도면이고,
도 7a는 전기 모터에 인가되는 펄스 폭 변조(PWM) 구동 신호를 나타내고, 펄스 폭 변조(PWM) 구동 신호와 관련된 사인파 형상의 전류를 나타내는 그래프이며,
도 8은 변조 신호 발생 모듈을 갖고 영전류 검출 모듈의 형태로 전류 측정 모듈을 갖는 다른 예시적인 모터 제어 회로 블록도이고,
도 9는 특히 모터에 대해 사다리꼴 구동이 사용될 때에 모터 권선 내의 영전류가 검출될 수 있는 다양한 파형들을 나타내는 그래프이다.In addition to the above-described features of the present invention, the present invention may be understood in more detail from the following detailed description of the drawings, in the accompanying drawings,
1 is a block diagram of an exemplary motor control circuit having a modulating signal generating module and having a current measuring module,
FIG. 2 is a graph showing various waveforms associated with the exemplary motor control circuit of FIG. 1, particularly when the motor control circuit is used to provide sinusoidal drive to the motor, and FIG.
FIG. 3 is a graph showing various waveforms associated with the exemplary motor control circuit of FIG. 1, in particular when the motor control circuit is used to provide sinusoidal shaped driving to the motor, and illustrating the phase differences between the current signal and the position reference signal;
4 is a block diagram of an example modulated signal generation module that may be used as a modulated signal generation module of the example motor control circuit of FIG. 1;
5 and 5A show example half bridge output stages of the example motor control circuit of FIG. 1, are block diagrams illustrating the directions of motor winding current in different phases of operation, and FIG.
6 is a graph showing a pulse width modulation (PWM) signal for driving a motor according to a waveform related to a motor winding, in particular a sinusoidal current, a modulation waveform related to driving a sinusoidal shape of the motor winding, and a modulation waveform;
FIG. 7 is a diagram illustrating details of the positive and negative states of the pulse width modulated (PWM) signal of FIG. 6;
FIG. 7A is a graph showing a pulse width modulation (PWM) driving signal applied to an electric motor, and showing a sinusoidal current related to a pulse width modulation (PWM) driving signal
8 is another exemplary motor control circuit block diagram having a modulating signal generating module and having a current measuring module in the form of a zero current detection module;
9 is a graph showing various waveforms in which zero current in a motor winding can be detected, particularly when trapezoidal drive is used for the motor.
본 발명을 기술하기 전에, 일부 도입 개념들 및 용어들이 설명된다. 여기에 사용되는 바에 있어서, "변조 파형(modulation waveform)"이라는 용어는 다른 신호, 예를 들면, 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 덮개 또는 특성 함수를 기술하는 데 사용된다.Before describing the invention, some introduction concepts and terms are described. As used herein, the term "modulation waveform" is used to describe the covering or characteristic function of another signal, eg, a pulse width modulated (PWM) signal.
도 1을 참조하면, 예시적인 모터 제어 회로(102)는 전기 모터(104)를 구동시키도록 연결된다.Referring to FIG. 1, an exemplary
상기 모터(104)는 세 권선들(windings)(104a, 104b, 104c)을 포함하는 것으로 도시되며, 이들은 각기 레지스터(resistor)와 직렬이고 인덕터(inductor) 및 역 기전력(back EMF) 전압 소스와 직렬인 인덕터(inductor)를 갖는 각각의 회로로서 흔히 도시된다. 예를 들면, 권선 A(104a)는 레지스터(131)와 직렬이고 역기전력 전압 소스 VA(136)와 직렬인 인덕터(130)를 포함하는 것으로 도시된다. 상기 역기전력 전압 소스 VA(136)의 전압은 전류가 관련된 모터 권선 내를 흐를 때는 직접적으로 관찰할 수 없지만, 관련된 권선을 통하는 전류가 영(zero)일 때는 직접 관찰될 수 있다.The
일반적으로, 모터 권선에 걸치는, 예를 들면, 상기 권선 A(140a)에 걸치는 전압은 다음의 식에 의해 좌우된다.In general, the voltage across the motor winding, for example the voltage across winding A 140a, is governed by the following equation.
VoutA-Vcommon=VA+IR+LdI/dtVoutA-Vcommon = VA + IR + LdI / dt
여기서,here,
VoutA=상기 권선 A의 일측 단부에서의 관찰 가능한 전압; VoutA = observable voltage at one end of the winding A;
Vcommon=상기 권선들(104a, 104b, 104c)의 접합에서의 전압;Vcommon = voltage at the junction of the
R=상기 레지스터(131)의 저항;R = resistance of the
L=인덕터(130)의 인덕턴스;L = inductance of
I=권선을 통하는 전류; 및I = current through the winding; And
VA=역 기전력 전압이다.VA = reverse electromotive force voltage.
따라서, 상기 권선(104a)을 통하는 전류가 영일 경우, 그러면 VoutA=VA이며, 이는 관찰될 수 있는 전압인 점을 알 수 있다. Thus, if the current through the winding 104a is zero then it can be seen that VoutA = VA, which is the voltage that can be observed.
상기 모터 제어 회로(102)는 상기 모터 제어 회로(102)의 외부로부터 외부 속도 요구 신호(speed demand signal)(106)를 수신하도록 연결되는 속도 요구 발생기(speed demand generator)(107)를 포함한다. 상기 외부 속도 요구 신호(106)는 다양한 포맷들의 하나가 될 수 있다. 일반적으로, 상기 외부 속도 요구 신호(106)는 상기 모터 제어 회로(102)의 외부로부터 요구되는 상기 모터(104)의 속도를 나타낸다.The
상기 속도 요구 발생기(107)는 속도 요구 신호(107a)를 발생시키도록 구성된다. 펄스 폭 변조(PWM) 발생기(108)는 상기 속도 요구 신호(107a)를 수신하도록 연결되고, 그 최대 듀티 사이클(duty cycle)이 상기 속도 요구 신호(107a)에 의해 제어되는 펄스 폭 변조(PWM) 신호들(108a)을 발생시키도록 구성된다. 상기 펄스 폭 변조 발생기(108)는 또한 변조 신호 발생 모듈(modulation signal generation module)(146)로부터 변조 파형들(146a, 146b, 146c)을 수신하도록 연결된다. 상기 펄스 록 변조 신호들(108a)은 상기 변조 파형들(146a, 146b, 146c)에 따라 변조 특성(즉, 상대적인 시변(time-varying) 듀티 사이클)과 함께 발생된다. 변조 파형들 및 연관된 펄스 폭 변조 신호들은 도 6과 함께 다음에 보다 상세하게 설명한다.The speed request generator 107 is configured to generate a speed request signal 107a. A pulse width modulation (PWM)
상기 모터 제어 회로(102)는 또한 상기 펄스 폭 변조 신호들(108a)을 수신하도록 연결되고, 세 하프 브리지 회로들(half bridge circuits)(112/114, 116/118, 120/122)로서 배열되는 여섯 트랜지스터들(112, 114, 116, 118, 120, 122)을 구동시키는 펄스 폭 변조 게이트 구동 신호들(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)을 발생시키도록 구성되는 게이트 드라이버 회로(gate driver circuit)(110)를 포함한다. 상기 여섯 트랜지스터들(112, 114, 116, 118, 120, 122)은 각기 노드들(102d, 102c, 102b)에서 세 모터 구동 신호들 VoutA, VoutB 및 VoutC(124, 126 및 128)을 각기 제공하도록 포화 상태로 동작한다.The
상기 모터 제어 회로(102)는 또한 위치 측정 모듈(142)을 포함할 수 있으며, 이는 역 기전력(EMF) 신호(들)(예를 들면, 상기 모터 권선들(104a, 104b, 104c)이 구동되지 않고 각각의 권선 전류들이 영인 시간들에서 직접적으로 관찰할 수 있는 역 기전력 신호들을 포함하는 상기 모터 구동 신호들(124, 126, 128)의 하나 또는 그 이상을 수신하도록 연결될 수 있는) 또는 홀 요소(Hall element)들(도시되지 않음)로부터 홀 요소 신호들을 수신하도록 연결될 수 있다. 상기 위치 측정 모듈(142)은 상기 모터(104)의 회전 기준 위치를 나타내는 위치 기준 신호(142a)를 발생시키도록 구성된다.The
상기 모터 제어 회로(102)는 또한 전류 측정 모듈(144)을 포함할 수 있으며, 이는 상기 모터 구동 신호들(124, 126, 128)의 하나를 수신하도록 연결될 수 있다. 상기 전류 측정 모듈(144)은 상기 모터 권선들의 하나 또는 그 이상을 통하는 전류의 영교차(zero crossing)를 나타내는 영전류(zero current) 신호(144a)를 발생시키도록 구성된다. 예시적인 전류 측정 모듈은 도 8과 함께 다음에 보다 상세하게 설명한다.The
상기 변조 신호 발생 모듈(146)은 상기 위치 기준 신호(142a) 및 상기 영전류 신호(144a)를 수신하도록 연결된다. 상기 변조 신호 발생 모듈(146)은 상기 위치 기준 신호(142a) 및 상기 영전류 신호(144a) 사이의 위상 차이에 따라 상기 변조 파형들(146a, 146b, 146c)의 위상을 변화시키도록 구성된다. 예시적인 변조 신호 발생 모듈(146)은 도 4와 함께 다음에 설명된다.The modulated
상기 모터 제어 회로(102)는 노드(102a)에서 모터 전압 VMOT 또는 간단히 전압 VM을 수신하도록 연결될 수 있으며, 이는 상부 트랜지스터들(112, 116, 120) 이 턴 온(turn on)되는 시간들 동안에 상기 트랜지스터들(112, 116, 120)을 통해 상기 모터에 제공된다. 이들이 턴 온되고 상기 모터(104)에 전류를 공급할 때에 상기 트랜지스터들(112, 116, 120)을 통한 작은 전압 강하(예를 들면, 0.1 볼트)가 있을 수 있는 점을 이해할 수 있을 것이다.The
상술한 바와 같이, 상기 모터 제어 회로(102)는 상기 모터(104)의 감지된 회전 위치와 관련된 상기 구동 신호들(124, 126, 128)의 타이밍(timing), 즉 위상을 자동적으로 조절할 수 있다.As described above, the
이제 도 2를 참조하면, 그래프들(200, 220, 240, 260)은 임의의 단위들의 시간의 단위들로 크기를 나타낸 수평 축들을 가진다. 상기 그래프들(200, 220, 240)은 임의의 단위들의 전압의 단위들로 크기를 나타낸 수직 축들을 가진다. 상기 그래프(260)는 임의의 단위들의 전류의 단위들로 크기를 나타낸 수직 축을 가진다.Referring now to FIG. 2, the
신호(202)는 상기 모터(104)가 회전하는 때에 도 1의 모터(104)의 모터 권선들(예를 들면, 권선 A(104a)) 상의 역 기전력 신호(즉, 전압 신호)를 나타낸다. 상기 역 기전력 전압(202)은 대체로 사인파 형상(sinusoidal)이다.
도 1의 모터 제어 회로(102)의 일부 실시예들에 있어서, 상기 역 기전력 신호(202)의 영교차는 상기 모터(104)의 기준 회전 위치를 확인하도록 상기 위치 측정 모듈(142)에 의해 이용될 수 있다. 상기 역 기전력 신호(202)가 발생됨에 따라 시간(208)에서 상기 역 기전력 신호(202)의 영교차가 상기 모터 권선을 통과하는 영전류와 동시에 일어나거나 거의 동시에 일어나는 것이 바람직하다. 이러한 관계는 가장 효율적인 모터 동작의 결과가 될 것이다. In some embodiments of the
모터 제어 회로(102)의 일부 실시예들에 있어서, 역 기전력 신호는 상기 모터(104)의 회전 위치를 검출하는 데 사용되지 않는다. 대신에, 홀 요소들이 상기 모터(104)에 대해 위치하고, 홀 요소 신호들(222, 224, 226)이 상기 모터(104)가 회전함에 따라 발생된다. 상기 신호들(222, 224, 226)이 상기 모터(104)의 회전 위치들을 나타내는 점이 명백해져야 한다. 특징적으로, 상기 역 기전력 신호(202)의 영교차에 맞추어 조정된 상기 홀 요소 신호들(222, 224, 226)의 과도들이 없는 점을 알 수 있다. 그럼에도 불구하고, 상기 시간(208)은 상기 신호들(222, 224, 226)의 특정한 과도들 사이의 부분으로서, 예를 들면 중간으로서 상기 신호들(222, 224, 226)에 의해 확인될 수 있다.In some embodiments of the
신호들(242, 244, 246)은 도 1의 전술한 변조 파형들(146a, 146b, 146c)을 나타낸다. 상기 변조 파형들(242, 244, 246)은 상기 모터(104)를 구동시키기 위해 펄스 폭 변조(PWM) 신호들을 발생시키는 데 이용된다. 상기 변조 파형들(242, 244, 246) 및 상기 펄스 폭 변조 신호들 사이의 관련성은 도 6과 함께 다음에 보다 상세하게 설명된다.
상기 변조 파형(242)이 도 1의 권선 A(104a)와 관련되고, 대체로 동일한 권선과 관련된 상기 역 기전력 신호(202)와 정렬되는 점이 인식될 것이다. 다른 변조 파형들(244, 246)은 각기 도 1의 모터(104)의 다른 권선들 B 및 C(104b 및 104c)와 관련된다.It will be appreciated that the
신호들(262, 264, 266)은 도 1의 모터(104)의 상기 권선들 A, B 및 C(104a, 104b 및 104c) 상에 각기 나타나는 전류들을 나타낸다. 상기 모터 권선들 상의 실제 전류 신호들이 상기 신호들(262, 264, 266) 내에 도시된 경우들 보다 복잡할 수 있는 점이 이해될 것이다. 그러나, 상기 전류 신호들(262, 264, 266)은 상기 세 모터 권선들을 통하는 시간에 대한 평균 전류를 나타낸다. 상기 모터 권선 A(104a) 상의 전류(262)가 대체로 상기 역 기전력 신호(202)와 위상이 같은 점이 이해될 것이다. 그러나, 도 3과 함께 다음에 보다 상세하게 설명하는 바와 같이 상기 전류 신호(262) 및 관련된 역 기전력 신호(202) 사이에 위상 차이가 존재할 수 있다.
상기 모터(104)의 전기적인 회전은 여섯 상태들 또는 시간 간격들(201a, 201b, 201c, 201d, 201e, 201f)로 나누어질 수 있다.The electrical rotation of the
이제 도 3을 참조하면, 그래프(300)는 임의의 단위들의 시간의 단위들로 크기를 나타낸 수평 축을 가진다. 상기 그래프(300)는 또한 임의의 단위들의 전압의 단위들로 크기를 나타낸 수직 축을 가진다. 그래프(320)는 임의의 단위들의 시간의 단위들로 크기를 나타낸 수평 축을 가진다. 상기 그래프(320)는 또한 임의의 단위들의 전압의 단위들로 크기를 나타낸 수직 축을 가진다.Referring now to FIG. 3,
신호(304)는 도 1의 권선 A(104a) 상의 전류 신호를 나타낸다. 따라서, 상기 신호(304)는 도 2의 신호(262)에 대응된다. 신호(302)는 도 1의 권선 A(104a) 상의 역기전력 신호(136)을 나타낸다. 따라서, 상기 신호(302)는 도 2의 신호(202)에 대응된다. 상기 신호들(302, 304)의 영교차들이 분명해질 것이다. 시간 차이(308)는 상기 역기전력 신호(302)의 영교차 및 상기 전류 신호(304)의 영교차 사이의 시간 차이를 나타낸다. 그러므로, 상기 시간 차이(308)는 회전 위치 기준(즉, 상기 역 기전력 신호(302)의 영교차) 및 상기 관련된 모터 권선을 통과하는 영전류 사이의 시간 차이를 나타낸다.
신호(306)는 상기 모터(104)가 그 회전 속도가 가속되는 시간 간격 동안 또는 상기 모터(104)가 고속에서 회전하는 동안에 도 1의 권선 A(104a) 상의 전류 신호를 나타낸다. 상대적인 위상들이 시프트되었던 점을 볼 수 있다. 상기 전류 신호(306)의 영교차는 상기 역 기전력 신호(302)의 영교차에 대해 지연된다. 상기 역 기전력 신호(302)의 영교차는 상기 모터(104)의 기준 회전 위치를 나타낸다. 상기 전류 신호(306)의 영교차는 상기 모터 권선 A(104a)을 통한 영전류를 나타낸다. 상기 영교차들이 시간과 위상에서 동시에 일어나는 것이 바람직하다. 시간 동시 발생의 부족은 증가된 모터 소음과 진동 및 감소된 모터 효율의 결과가 될 것이다.
변조 파형(322)는 도 2의 변조 파형(242)과 동일하거나 유사하다. 따라서, 상기 모터가 가속되거나 빠르게 회전할 때, 상기 전류 신호(306)가 상기 변조 파형(322)에 대해 지연되는 점을 볼 수 있다. 상기 전류 신호(306)를 진행시키도록 상기 변조 파형(322)을 진행시켜(즉, 상기 변조 파형(322)을 좌측으로 이동시켜) 상기 전류 신호(306)의 영교차들이 상기 모터(104)의 회전 기준 위치를 나타내는 상기 역 기전력 신호(302)의 영교차와 동시에 일어날 수 있거나 거의 동시에 일어날 수 있게 하는 것이 바람직할 수 있다.The
일반적으로, 도 1의 변조 신호 발생 모듈(146)은 또한 상기 역 기전력 신호(302) 및 상기 전류 신호들(304, 306)이 나타내는 수신된 회전 위치 기준 신호(142a)에 따라서 및 상기 영전류 신호(144a)에 따라서 다양한 변조 파형들(146a, 146b, 146c)을 진행시키거나 지연시킬 수 있다.In general, the modulation
도 2 및 도 3과 함께 전술한 바와 같은 종래의 사인파 형상의 모터 구동 신호들을 위하여, 도 1과 함께 앞서 기술한 원인들로, 상기 모터 권선들(104a, 104b, 104c)의 각 하나가 계속적으로 구동되기 때문에 상기 역 기전력 신호(302)의 영교차를 관찰하고 검출하는 것이 쉽게 가능하지는 않다. 역 기전력 신호를 관찰하기 위하여, 모터 권선에 대해 적어도 잠깐 동안 구동 신호를 정지시키는 것이 필요하다. 따라서, 사인파 형상의 모터 구동 신호 배열로써, 일부 실시예들에서, 상기 모터(104)의 모터 권선들(104a, 104b, 104c)의 적어도 하나에 대한 상기 사인파 형상의 구동 신호는 상기 역 기전력 신호의 영교차를 관찰하기 위하여 작은 시간 창(time window) 동안에 정지될 수 있다. 이를 위하여, 도 1의 모터 제어 회로(102)에서, 제어 신호(142b)가 상기 위치 측정 모듈(142)에 의해 상기 게이트 드라이버(110)로 제공될 수 있다.For the conventional sinusoidal motor drive signals as described above in conjunction with FIGS. 2 and 3, for each of the causes described above in conjunction with FIG. 1, each one of the
이제 도 4를 참조하면, 변조 신호 발생 모듈(402)은 도 1의 변조 신호 발생 모듈(146)로서 이용될 수 있다.Referring now to FIG. 4, the modulated
상기 변조 신호 발생 모듈(402)은 검출된 위치 기준 신호(414) 및 검출되는 영 전류 신호(418)를 수신하도록 연결된다. 상기 검출된 위치 기준 신호(414)는 도 1의 위치 기준 신호(142a)와 동일하거나 유사할 수 있다. 상기 검출된 영전류 신호(418)는 도 1의 영전류 신호(144a)와 동일하거나 유사할 수 있다.The modulated
상술한 바와 같이, 상기 검출된 위치 기준 신호(414)는 권선에 대한 상기 사인파 형상의 구동이 정지되는 동안의 짧은 시간 간격을 사용함에 의해 사인파 형상의 구동 파형을 이용하여 역 기전력 신호의 영교차들과 함께 발생될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 검출된 위치 기준 신호(414)는 도 1의 모터(104) 및 관련된 홀 요소 신호들 주위에 배치되는 홀 요소들과 함께 발생될 수 있다.As described above, the detected
상기 변조 신호 발생 모듈(402)은 또한 고정된 높은 주파수를 갖는 시스템 클록 신호(system clock signal)(416)를 수신하도록 연결된다.The modulated
이른바 "세타 램프 발생기(theta ramp generator)"(404)가 상기 검출된 위치 기준 신호(414) 및 상기 시스템 클록 신호(416)를 수신하도록 연결된다. 상기 세타 램프 발생기(404)는 조정되지 않은 세타 신호(404a)를 발생시키도록 구성될 수 있으며, 이는 주기적으로 종료 값에 도달되고 영으로 리셋되는 램프 신호를 나타내는 값들의 순서로 구성된 디지털 신호일 수 있다. 상기 램프 신호의 리셋 시간은 상기 검출된 위치 기준 신호(414)가 나타내는 상기 위치 기준(즉, 상기 모터(104)의 고정된 회전 위치)과 관련하여 고정된다. A so-called “theta ramp generator” 404 is coupled to receive the detected
동작 시에, 상기 세타 램프 발생기(404)는 상기 검출된 위치 기준 신호(414)에 의해 확인되는 위치 기준들 사이의 시스템 클록 천이들(system clock transitions)의 숫자들을 카운트하여 측정되는 시간 간격을 확인할 수 있다. 달리 말하면, 상기 세타 램프 발생기(404)는 상기 모터(104)가 한 번의 전기적 회전을 통해 회전하는 데 걸리는 시간(즉, 상기 시스템 클록 신호(416)의 천이들의 숫자)을 확인할 수 있다. 상기 세타 램프 발생기(404)는 상기 시스템 클록(416)의 천이들의 확인된 숫자를 고정된 수치로, 예를 들면, 256으로 나눌 수 있다. 따라서, 모터 전기 회전은 256 부분들로 나누어질 수 있다. 이에 따라, 상기 클록 신호(402)는 상기 모터의 한번의 전기적 회전 동안, 예를 들면, 256 천이들을 구현하는 주파수를 가질 수 있다. 상기 클록 신호(402)는 상기 조정되지 않은 세타 신호(404a)의 램프 값들이 증가하는 속도 및 상기 조정되지 않은 세타 신호(404a) 내의 출력을 발생시키도록 상기 세타 램프 발생기(404)에 의해 발생되고 사용될 수 있다. 따라서, 상기 조정되지 않은 세타 신호(404a) 내의 상기 램프 신호의 영까지의 리셋이 상기 모터의 매번의 전기적 회전 동안 한번 구현되고, 예를 들면, 256 단계들이 상기 램프 내에 존재할 수 있는 점이 이해될 것이다.In operation, the
타이밍/위상 에러 검출기(timing/phase error detector)(410)는 상기 검출된 영전류 신호(418)를 수신하도록 연결되고, 상기 검출된 위치 기준 신호(414)를 수신하도록 연결되며, 상기 클록 신호(402)를 수신하도록 연결된다.A timing /
상기 타이밍/위상 에러 검출기(410)는 상기 검출된 위치 기준 신호(414)에 의해 확인된 위치 기준 및 상기 검출된 영전류 신호(418)에 의해 확인된 영전류 교차 사이의 시간 차이(즉, 위상 차이)를 확인하도록 구성된다.The timing /
도 3을 다시 간략히 참조하면, 달리 말하면, 상기 타이밍/위상 에러 검출기(410)는 상기 전류 신호(304 또는 306)의 영교차 및 상기 역 기전력 전압 신호(302)의 영교차 사이의 시간 차이를 확인하도록 동작할 수 있다.Referring briefly to FIG. 3, in other words, the timing /
도 4를 다시 참조하면, 상기 타이밍/위상 에러 검출기(410)는 에러 신호(error signal)(410a)를 발생시키도록 구성되며, 이는, 일부 실시예들에서, 상기 확인된 시간(즉, 위상) 차이를 나타내는 디지털 값이 될 수 있다.Referring back to FIG. 4, the timing /
비율 적분기 미분기(proportional integrator differentiator: PID) 또는, 다른 실시예들에서, 비율 적분기(PI)가 상기 에러 신호(410a)를 수신하도록 연결될 수 있고, 조정 신호(412a)를 발생시키기 위해 상기 에러 신호(410a)를 기본적으로 필터링하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 조정 신호(412a)는 상기 타이밍/위상 에러 검출기(410)에 의해 확인된 시간 차이에 비례하는 디지털 값이 될 수 있다.A proportional integrator differentiator (PID) or, in other embodiments, a proportional integrator (PI) may be coupled to receive the
가산 모듈(summing module)(406)은 상기 조정되지 않은 세타 신호(404a)(즉, 고정된 위상에서 리셋되는 램프 신호를 나타내는 디지털 값들의 연속적인 세트)를 수신하도록 연결되고, 상기 조정 신호(412a)를 수신하도록 연결되며, 세타 신호(406a)를 발생시키도록 구성된다.A summing
동작 시에, 상기 세타 신호(406a)가 상기 조정되지 않은 세타 신호(404a)와 같은 리셋되는 램프 신호이지만, 이를 위해 상기 램프 신호의 리셋 시간들이 상기 조정 신호(412a)의 값에 따라 시간에 맞게, 즉 조정된 위상으로 이동하는 점이 이해되어야 할 것이다.In operation, the
변조 프로파일 룩업 테이블(look up table) 및 프로세서(408)가 상기 세타 신호(406a)를 수신하도록 연결된다. 상기 변조 프로파일 룩업 테이블 및 프로세서(408)는 하나 또는 그 이상의 변조 프로파일들, 예를 들면, 도 2의 변조 프로파일(242)을 나타내는 값을 내부에 저장하도록 구성된다.A modulation profile look up table and a processor 408 are coupled to receive the
동작 시에, 상기 세타 신호(406a)는 상기 변조 프로파일 룩업 테이블 및 프로세서(408) 내의 저장된 변조 신호의 값들 사이의 순서에 사용된다. 상기 세타 신호(406a)의 리셋 부분들이 나타내는 상기 세타 신호(406a)의 위상이 상기 검출된 위치 기준 신호(414) 내에 확인되는 위치 기준 및 상기 검출된 영교차 신호(418) 내에 확인되는 바와 같은 모터 권선 내의 전류의 영교차 사이의 시간 차이에 따라 조정될 수 있는 점이 이해될 것이다. 이에 따라, 상기 변조 프로파일 룩업 테이블 및 프로세서(408)에 발생된 변조 신호(408a)의 위상, 즉 타이밍이 조절될 수 있다.In operation, the
상기 변조 프로파일 룩업 테이블 및 프로세서(408)의 프로세서 부분은 다른 고정된 위상들, 예를 들면, 도 2의 변조 프로파일들(244, 246)에서 상기 변조 프로파일(408a), 예를 들면, 도 2의 변조 프로파일(242)에 대하여 고정된 위상들에 있을 수 있는 다른 변조 프로파일들(408b, 408c)을 자동적으로 발생시킬 수 있다.The modulation profile lookup table and the processor portion of the processor 408 may be arranged in different fixed phases, for example in the modulation profiles 244, 246 of FIG. 2.
모터 권선들을 통하는 영전류를 검출하는 예시적인 회로들 및 방법들이 도 5-도 8과 함께 다음에 설명된다. 그러나, 다른 방법들이 모터 권선을 통하는 영전류를 검출하는 데 이용될 수 있는 점이 인식되어야 할 것이다.Example circuits and methods for detecting zero current through motor windings are described next in conjunction with FIGS. 5-8. However, it should be appreciated that other methods can be used to detect zero current through the motor windings.
이제 도 5를 참조하면, 세 하프 브리지 회로들(502, 504, 506)은 도 1의 세 하프 브리지 회로들(112/114, 116/118, 120/122)에 대응되며, 세 모터 권선들을 구동시키는 것으로 도시된다. 상기 하프 브리지 회로(502)를 통하고 상기 모터 권선들의 하나를 통하는 전류들은 원 숫자들 ①, ② 및 ③에 의해 확인되는 점선들로 나타난다. 상기 전류들 ①, ② 및 ③은 상기 모터 권선 내의 전류 신호의 양극성(positive polarity) 동안, 예를 들면, 도 2의 전류 신호(262)의 양의 부분들 동안에 다른 시간들에서 상기 하프 브리지 회로(502)를 통하는 전류들을 나타낸다. 상기 전류 ①은 상기 상부 FET가 온된 것을 나타내고, 상기 전류 ③은 상기 하부 FET가 온된 것을 나타내며, 상기 전류 ②는 양 FET들이 턴 오프된 것을 나타낸다. 상기 전류 ②가 상기 하부 FET의 진성 다이오드를 통과하며, 이에 따라 상기 전압 VoutA(예를 들면, 도 1의 신호(124) 참조)가 상기 하프 브리지(502)의 두 FET들이 턴 오프될 때에 개시되는 접지 아래의 전압인 대략 0.7 볼트를 구현하고, 상기 하부 FET가 턴 온될 때에 접지 전압으로 돌아가는 점이 인식될 수 있을 것이다. 따라서, 접지 아래로 진행하고 접지로 돌아가는 상기 전압 VoutA를 검출함에 의해, 상기 하프 브리지(502)를 통하고 관련된 모터 권선을 통하는 실제 영전류가 확인될 수 있는 점을 이해할 수 있을 것이다. Referring now to FIG. 5, three
이제 도 5와 동일한 요소들을 동일한 참조 부호들로 나타낸 도 5a를 참조하면, 상기 하프 브리지 회로(502)를 통하고 상기 모터 권선들의 하나를 통하는 전류들은 원 숫자들 ①, ② 및 ③에 의해 확인되는 점선들로 다시 나타낸다. 상기 전류들 ①, ② 및 ③은 상기 모터 권선 내의 전류 신호의 음극성(negative polarity) 동안, 예를 들면, 도 2의 전류 신호(262)의 음의 부분들 동안에 다른 시간들에서 상기 하프 브리지 회로(502)를 통하는 전류들을 나타낸다. 상기 전류 ①은 상기 상부 FET가 온된 것을 나타내고, 상기 전류 ③은 상기 하부 FET가 온된 것을 나타내며, 상기 전류 ②는 양 FET들이 턴 오프된 것을 나타낸다. 상기 전류 ②가 상기 상부 FET의 진성 다이오드를 통과하며, 이에 따라 상기 전압 VoutA가 상기 하프 브리지(502)의 두 FET들이 턴 오프될 때에 상기 전압 VM 이상의 전압인 대략 0.7 볼트를 구현하고, 상기 상부 FET가 턴 온될 때에 상기 전압 VM으로 돌아가는 점을 이애할 수 있을 것이다. 따라서, 상기 전압 VM 이상으로 진행하고 상기 전압 VM으로 돌아가는 상기 전압 VoutA를 검출함에 의해 상기 하프 브리지(502)를 통하고 관련된 모터 권선을 통하는 실제 영전류가 확인될 수 있는 점이 이해될 것이다.Referring now to FIG. 5A, in which the same elements as in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, the currents through the
이제 도 6을 참조하면, 그래프(600)는 임의의 단위들의 시간의 단위들로 크기를 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들의 전류의 단위로 크기를 나타낸 수직 축을 가진다. 그래프(620)는 임의의 단위들의 시간의 단위들로 크기를 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들의 전압의 단위로 크기를 나타낸 수직 축을 가진다. 그래프(640)는 임의의 단위들의 시간의 단위들로 크기를 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들의 전압의 단위로 크기를 나타낸 수직 축을 가진다.Referring now to FIG. 6,
신호(602)는 사인파 형태의 구동 신호가 사용될 때에 모터 권선 A 내의 전류 신호를 나타낸다. 상기 전류 신호(602)는 도 2의 전류 신호(262)와 동일하거나 유사할 수 있다. 전술한 바와 같이, 펄스 폭 변조 구동 신호가 이용될 때, 상기 전류 신호(602)가 보다 복잡하게 나타날 수 있지만, 상기 신호(602)는 일반적으로 상기 권선 A를 통하는 평균 전류를 나타낸다. 상기 전류 신호는 시간(606, 608)에서 영교차를 가진다.
변조 신호(622)는 도 2의 변조 신호(242)와 동일하거나 유사할 수 있다. 상기 변조 신호(622)는 넷(604a, 604b, 604c, 604d)이 도시된 여섯 시간 간격들 또는 위상들을 가진다.The
펄스 폭 변조 신호(642)는 상기 변조 파형(622)에 따라 발생될 수 있고, 상기 변조 파형(622)의 피크들(622a, 622b)의 시간들에서 높은 듀티 사이클(642a, 642b)을 시간들 및 상기 변조 파형(622)의 값들에 따라 상기 변조 파형(622)의 다른 부분들의 시간들에서 보다 낮은 듀티 사이클의 시간들을 가질 수 있다. 상기 PWM 신호(642)는 사인파 형상의 구동을 위해 도 1의 모터(104)의 모터 권선 A(104a)에 실제로 인가되는 신호일 수 있다.A pulse width modulated
이제 도 7을 참조하면, 펄스 폭 변조 펄스들(702, 702')은 상기 전류 신호(602)의 음극성 부분들 동안에 도 6의 펄스 폭 변조 펄스들(642)을 나타낸다. 펄스 폭 변조 펄스(704)는 상기 전류 신호(602)의 양극성 부분들 동안에 도 6의 펄스 폭 변조 펄스들(642)을 나타낸다.Referring now to FIG. 7, pulse width modulated
상기 펄스 폭 변조 펄스들(702, 702')은 상승되거나 과도인 부분들(702b, 702c, 702b', 702c') 및 정상 상태 부분들(702a, 702a')을 가진다. 도 5 및 도 5a와 함께 앞서 논의한 바에 따라, 하프 브리지의 양 트랜지스터들, 예를 들면, FET들이 턴 오프될 때, 관련된 모터 권선 상에 나타나는 전압 VoutA가 상기 모터 권선 내의 전류의 극성, 즉 상기 전류 신호(602)의 극성에 따라 일시적으로 상기 모터 전압 VM 상부로 또는 전비 아래로 진행되는 점이 이해될 것이다. 또한, 상기 펄스 폭 변조 신호들(702, 704, 702')의 각 주요 에지 천이가 상기 FET들이 모두 턴 오프되거나 그렇지 않으면 양 FET들이 동시에 턴 온될 수 있는 동안에 짧은 시간 간격으로 진행되어, 상기 모터 전압 VM 및 접지 사이의 단락을 야기하는 점이 이해될 것이다. 따라서, 상기 두 FET들이 턴 오프될 때, 상기 과도 신호 부분들(702b, 702c, 704b, 704c, 702b', 702c')의 결과가 된다. 상기 과도 신호 부분들(702b, 702c, 704b, 704c, 702b', 702c')은 짧은 시간 간격 동안, 예를 들면, 약 육백 나노초 동안 일어날 수 있다.The pulse
상기 과도 전압 신호 부분들(702b, 702c, 704b, 704c, 702b', 702c')의 방향이 상기 전류 신호(602)의 영교차의 발생에 따라, 즉, 시간들(606, 608)에서 방향을 변화시키는 점이 분명해 질 것이다. 따라서, 상기 과도 신호 부분들(702b, 702c, 704b, 704c, 702b', 702c')의 방향의 변화들의 검출은 상기 관련된 모터 권선 내의 영전류를 확인하는 데 사용될 수 있다.The direction of the transient
이제 도 7a를 참조하면, 그래프(720)는 임의의 단위들의 시간의 단위들로 크기를 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들의 전압의 단위들로 크기를 나타낸 수직 축을 가진다. 그래프(740)는 임의의 단위들의 시간의 단위들로 크기를 나타낸 수평 축 및 임의의 단위들의 전류의 단위들로 크기를 나타낸 수직 축을 가진다.Referring now to FIG. 7A,
신호(722)는 도 6의 펄스 폭 변조 신호(642)를 나타내지만, 도 7의 과도 부분들(702b, 702c, 704c, 704d, 702b', 702c')과 같은 과도 신호 부분들이 도시된다. 신호(742)는 도 6의 전류 신호(602)와 동일하거나 유사할 수 있다.
시간들 t1-t9는 상기 과도 신호 부분들 동안에 발생한다. 도 5 및 도 5a와 함께 앞서의 논의로부터, 상기 과도 신호 부분들이 모터 권선을 구동시키는 관련된 하프 브리지 회로의 양 FET들이 턴 오프될 때에 일어나는 점이 분명해질 것이다.Times t1-t9 occur during the transient signal portions. It will be clear from the foregoing discussion with FIGS. 5 and 5A that the transient signal portions occur when both FETs of the associated half bridge circuit driving the motor windings are turned off.
도 5, 도 5a 및 도 7과 함께 앞서 논의한 이유들로, 상기 시간 t6에서, 상기 과도 신호 부분이 상기 전류 신호(742)의 영교차와 동시에 또는 거의 동시에 배향을 변화시킨다. 따라서, 상기 과도 신호 부분들의 배향의 변화는 모터 권선 내의 영전류 교차를 검출하는 데 사용될 수 있다. 특히, 상기 시간들 t1-t5에서, 상기 과도 신호 부분들은 상기 모터 전압 VM 상부로 연장된다. 반대로, 상기 시간들 t6-t9에서, 상기 과도 신호 부분들은 접지 아래로 연장된다. 상기 과도 신호 부분들의 다른 변화 또는 배향(도시되지 않음)이 상기 전류 신호(742)의 다음 영교차에서 일어나며, 또한 상기 다음 영교차를 검출하는 데 사용될 수 있다.For reasons discussed above in conjunction with FIGS. 5, 5A and 7, at time t6, the transient signal portion changes orientation at the same time or nearly simultaneously with the zero crossing of the
일부 실시예들에 있어서, 회로(예를 들면, 다음의 도 8에 도시되는 비교기(comparator)들(808, 810) 참조)는 상기 시간들 t1-t9에서 또는 부근에서 및 후속하는 다른 유사한 시간들에서도 상기 신호 과도 부분들만 검출하기 위해 상기 신호 VoutA(722)를 샘플링하도록 동작할 수 있다. 상기 시간들 t1-t9 및 후속하는 유사한 시간들은 양 FET들이 이들 시간들에서 잠깐 턴 오프되기 때문에 알려진다. 다른 실시예들에 있어서, 상기 신호(722)는 상기 과도 신호 부분들을 검출하도록 계속적으로 샘플링될 수 있다.In some embodiments, a circuit (see, for example,
일부 실시예들에 있어서, 상기 과도 신호 부분들의 배향들의 변화들은 두 비교기들로 검출될 수 있다. 상기 전류 신호(742)의 양 영교차들이 검출될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에서, 하나의 비교기가 상부로 연장되거나 하부로 연장되는 과도 신호 부분들의 존재나 부존재를 검출하는 데 사용될 수 있다. 더욱이, 상기 전류 신호(742)의 양 영교차들이 하나의 비교기로 검출될 수 있다.In some embodiments, changes in the orientations of the transient signal portions can be detected with two comparators. Both zero crossings of the
이제 도 1과 동일한 요소들을 동일한 참조 부호들로 나타낸 도 8을 참조하면, 영전류 검출 모듈(zero current detection module)(802)은 도 1의 전류 측정 모듈(144)과 동일하거나 유사할 수 있다.Referring now to FIG. 8, where the same elements as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, a zero
상기 영전류 검출 모듈(802)은 선택 가능한 스위치(804)를 통해 상기 세 모터 권선들에 연결되는 제1 비교기(808)를 포함할 수 있다. 상기 영전류 검출 모듈(802)은 또한 선택 가능한 스위치(806)를 통해 상기 세 모터 권선들에 연결되는 제2 비교기(810)를 포함할 수 있다. 상기 제1 비교기(808)는 상기 모터 전압 VM과 동일하거나 가까운 기준 전압을 수신하도록 연결될 수 있다. 상기 제2 비교기(810)는 접지와 동일하거나 가까운 기준 전압을 수신하도록 연결될 수 있다.The zero
상기 제1 비교기(808)는 상기 모터 전압 이상으로 진행하는 선택된 모터 권선 상의 전압을 나타내는 출력 신호(808a)를 발생시키도록 구성된다. 상기 제2 비교기(810)는 접지 아래로 진행하는 선택된 모터 권선 상의 전압을 나타내는 출력 신호(810a)를 발생시키도록 구성된다. 따라서, 동작 시에, 상기 제1 비교기(808)는 사인파 형상의 모터 구동과 관련된 도 7의 펄스 폭 변조 신호의 양의 과도 신호 부분들(702b, 702c, 702b', 702c')을 검출하도록 동작할 수 있다. 유사하게, 동작 시에, 상기 제2 비교기(810)는 사인파 형상의 모터 구동과 관련된 도 7의 펄스 폭 변조 신호의 음의 과도 신호 부분들(704b, 704c)을 검출하도록 동작할 수 있다. 전술한 바와 같이, 이들 신호 부분들의 에지들은 관련된 모터 권선 내의 영전류 교차를 확인하는 데 이용될 수 있다.The
상기 영전류 검출 모듈(802)은 또한 상기 출력 신호(808a, 810a)을 수신하도록 연결되고, 상기 출력 신호들(808a, 810a)의 선택된 하나를 나타내는 출력 신호(812a)를 발생시키도록 구성되는 멀티플렉서(multiplexer)(812)를 포함할 수 있다.The zero
상기 멀티플렉서(812)는 상기 변조 신호 발생 모듈(146)로부터 제어 신호(146d)를 수신하도록 연결될 수 있다. 상기 스위치들(804, 806)은 상기 변조 신호 발생 모듈(146)로부터 다른 제어 신호들(도시되지 않음)을 수신하도록 연결될 수 있다.The multiplexer 812 may be connected to receive a
상기 변조 신호 발생 모듈(146)은 상기 모터 권선들의 하나 또는 그 이상 내의 영전류 교차를 확인하도록 다양한 유형들의 로직을 사용할 수 있다. 예를 들면, 도 7 및 도 7a와 함께 앞서 논의한 바에 따라, 펄스 폭 변조 사인파 형상의 모터 구동 신호를 위해, 상기 출력 신호들(808a, 810a)은 상기 펄스 폭 변조 신호(642)의 과도 신호 부분들(702b, 702c, 704b, 704c, 702b', 702c')의 방향의 변화를 확인하는 데 사용될 수 있다. 본질적으로, 상기 멀티플렉서(812)는 상기 과도 신호 부분들의 특정한 방향의 검출이 이루어질 때는 언제든지 다른 비교기를 보도록 전환될 수 있다.The modulating
일부 실시예들에 있어서, 상기 스위치들이 사용되지 않고, 하나의 모터 권선만이 신호들을 상기 비교기들(808, 810)에 제공하는 데 사용된다. 일부 실시예들에 있어서, 하나의 비교기만이 사용되며, 상기 멀티플렉서(812)는 필요하지 않다. 다양한 다른 유형들의 로직(logic)은 상기 모터 권선 상의 전압이 상기 모터 전압 VM 상부로 및/또는 접지 아래로 진행하는 때에 전술한 기술을 이용하여 상기 모터 권선을 통하는 전류의 영교차를 확인하도록 상기 변조 신호 발생 모듈(146)에 의해 사용될 수 있다.In some embodiments, the switches are not used, and only one motor winding is used to provide signals to the
이제 도 9를 참조하면, 그래프(900)는 임의의 단위들의 시간의 단위들로 크기를 나타낸 수평 축을 가진다. 상기 그래프(900)는 또한 임의의 단위들의 전류의 단위들로 크기를 나타낸 수직 축을 가진다. 그래프(920)는 임의의 단위들의 시간의 단위들로 크기를 나타낸 수평 축을 가진다. 상기 그래프(920)는 또한 임의의 단위들의 전안의 단위들로 크기를 나타낸 수직 축을 가진다.Referring now to FIG. 9,
신호(904)는 전술한 사인파 형상의 모터 구동 신호들에 대향되는 바와 같은 사다리꼴(trapezoidal) 모터 구동을 나타낸다. 상기 신호(904)는 모터 권선 상의 사다리꼴 전류 신호를 나타낸다.
상기 전압 파형(922)이 백퍼센트 모터 구동을 위한 모터 권선에 인가되는 실제 전압을 나타내는 점이 이해될 것이다. 백퍼센트 모터 구동을 위하여, 상기 신호(922)는 백 퍼센트의 듀티 사이클로 VM의 전압(모터 전압)을 구현하며, 다른 시간들에서는 영이다. 백퍼센트 보다 작은 다른 사다리꼴 모터 구동(도시되지 않음)을 위해, 상기 백 퍼센트의 구동 신호(922)가 상기 전압 VM을 구현하는 시간 간격 동안, 상기 다른 사다리꼴 모터 구동이 백 퍼센트 보다 작은 모터 구동에 따라 듀티 사이클과 함께 펄스 폭 변조를 가지는 펄스 폭 변조된 신호를 제공한다.It will be appreciated that the
모터 전기 회전의 시간은 네 상태들(902a, 902b, 902c, 902d)만이 도시된 여섯 상태들로 분할될 수 있다. 다른 두 상태들 동안의 신호들은 분명할 것이다. 상기 모터 권선들의 각 하나는 모터 구동 신호(922)와 같은 모터 구동 신호를 수신하지만, 위상이 시프트되며 상기 위상들의 다른 하나에서 시작된다.The time of motor electric rotation can be divided into six states, in which only four
사다리꼴 구동으로써, 상기 모터 권선에 인가되는 구동 신호는 제1 위상(902a) 동안 및 제4 위상(902d) 동안에도 영이다. 따라서, 상기 제1 및 제4 위상들(902a, 902d) 동안, 상기 전류 신호(904)는 신호 부분(904a) 동안 및 신호 부분(904d) 동안에 영전류를 구현한다. 상기 영전류는 상기 모터 권선의 유도 행동으로 인해 상기 제1 및 제4 위상들(902a, 902d)의 시작에서 즉시 구현되지 않는다. 도 1과 함께 앞서 기술한 이유들로, 권선에 인가되는 구동 전압이 영이고, 상기 전류가 영으로 쇠퇴할 때, 상기 역 기전력 전압이 상기 권선에 걸쳐 직접 관찰될 수 있다.By trapezoidal driving, the drive signal applied to the motor windings is zero during the
도 5 및 도 5a와 함께 보다 상세하게 앞서 기술한 이유들로, 신호 부분(922a) 동안, 상기 모터 권선 상의 신호(922)는 VM+Vd의 전압을 구현하고, 신호 부분(922d) 동안, 상기 신호(922)는 -Vd의 전압을 구현한다. 신호 부분들(904a, 904d) 동안에 상기 영전류를 검출하는 예시적인 방법은 도 5 및 도 5a와 함께 앞서 기술되었다. 이를 위하여, 상기 신호(922)의 부분들(922a, 922d)은 도 5, 도 5a 및 도 8과 함께 앞서 기술한 경우들과 같은 회로들 및 기술들을 이용하여 상기 영 권선 전류를 검출하는 데 사용될 수 있다.For the reasons described above in more detail in conjunction with FIGS. 5 and 5A, during
상기 제1 및 제4 위상들(902a, 904d)의 일부 동안, 특히, 상기 전압 신호(922)의 점선 부분들(922b, 922e) 동안, 상기 역 기전력 전압이 직접적으로 관찰될 수 있다. 상기 전압 신호(922)의 부분들(922b, 922e) 동안 및 부분들(922a, 922d) 동안에, 구동 신호가 관련된 모터에 인가되지 않는다. 전술한 바와 같이, 상기 모터 권선의 유도 행동은 상기 구동 신호(922)의 부분들(922b, 922e) 동안에만 영전류를 구현하는 상기 모터 권선을 통하는 전류를 야기한다.During some of the first and
앞서의 논의로부터, 사다리꼴 구동으로 및 여섯 모터 구동 상태들을 이용하여, 각 모터 권선이 구동되지 않을 때, 예를 들면, 상기 모터 권선이 함께 모터 전기적 회전의 육분의 일(즉, 육십도)을 차지하는 신호 부분들(922a, 922b)과 관련된 시간 간격들 동안에 구동하지 않고 있는 동안 에 실질적인 시간 간격들이 존재하는 점이 이해되어야 할 것이다. 상기 모터 권선을 통하는 전류는 과도 신호 부분들(922a, 922d) 단부들에서, 즉, 신호 부분들(922b, 922e) 동안에 영으로 된다. 상기 신호 부분들(922b, 922e) 동안, 상기 역 기전력 전압이 직접적으로 관찰될 수 있다. 따라서, 상술한 상기 사인파 형상의 구동과는 달리, 상기 여섯 상태의 사다리꼴 구동 배열로 연속적으로 구동되는 모터 권선들을 위해, 그 단부들이 영 권선 전류를 나타내는 상기 과도 신호 부분들(922a, 922d)을 검출하거나, 모터 회전 위치를 나타내는 상기 신호 부분들(922b, 922e) 동안에 영교차를 검출하기 위하여 상기 권선에 모터 구동이 인가되지 않는 동안에 시간 창을 별도로 생성할 필요는 없다.From the foregoing discussion, with trapezoidal drive and six motor drive states, when each motor winding is not driven, for example, the motor windings together signal one sixth of the motor electrical rotation (ie sixty degrees). It should be understood that there are substantial time intervals while not driving during the time intervals associated with
여기서 언급되는 모든 참조 문헌들은 그 개시 사항들이 여기에 참조로 포함된다.All references mentioned herein are incorporated by reference in their disclosure.
이상, 다양한 개념들, 구조들 및 기술들을 예시하고, 본 발명의 범주에 속하는 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 이들 개념들, 구조들 및 기술들을 포함하는 다른 실시예들이 이용될 수 있는 점이 분명해 질 것이다. 이에 따라, 본 발명의 범주가 설시된 실시예들에 한정되는 것은 아니라, 다음의 특허청구범위의 사상과 범주에 의해 한정되는 것으로 이해되어야 할 것이다.While various concepts, structures, and techniques have been described above, and preferred embodiments have been described that fall within the scope of the present invention, those skilled in the art may, among others, include those concepts, structures, and techniques. It will be apparent that embodiments may be used. Accordingly, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, but is limited by the spirit and scope of the following claims.
Claims (28)
상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나를 통하는 전류의 영교차(zero crossing)를 나타내는 영전류(zero current) 신호를 발생시키는 단계;
상기 모터의 각 회전(angular rotation)의 기준 위치를 나타내는 위치 기준 신호를 발생시키는 단계;
위상 비교 신호를 발생시키도록 상기 영전류 신호의 위상과 상기 위치 기준 신호의 위상을 비교하는 단계;
각기 상기 위상 비교 신호의 값에 관련된 위상을 갖는 복수의 변조 신호들을 발생시키는 단계; 및
상기 복수의 변조 신호들에 따라 상기 복수의 모터 권선들에 대한 복수의 모터 구동 신호들을 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 복수의 변조 신호들을 발생시키는 단계는,
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나의 형상에 대응하여 변조 값들이 저장되는 룩업 테이블(look up table)을 제공하는 단계를 포함하고;
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제1의 연속적인 톱니 램프 신호(sawtooth ramp signal)를 발생시키는 단계를 포함하며;
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제2의 연속적인 톱니 램프 신호를 발생시키도록 상기 제1의 연속적인 톱니 램프 신호를 상기 위상 비교 신호에 관련된 값에 추가하는 단계를 포함하고, 상기 제2의 연속적인 톱니 램프 신호의 가장 작은 값과 가장 큰 값은 상기 제1의 연속적인 톱니 램프 신호의 가장 작은 값 및 가장 큰 값으로부터의 조정 시간에 의해 시간에 맞게 시프트되며, 상기 조정 시간은 상기 위상 비교 신호와 관련되고;
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나를 발생시키기 위해 상기 룩업 테이블 내의 값들을 연속하여 찾도록 상기 조정된 연속적인 톱니 램프 신호들을 이용하는 단계를 포함하며;
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나에 대한 소정의 위상 관계에서 적어도 하나의 다른 변조 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.In a method of driving a multi-phase motor having a plurality of motor windings,
Generating a zero current signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings;
Generating a position reference signal indicative of a reference position of an angular rotation of the motor;
Comparing a phase of the zero current signal and a phase of the position reference signal to generate a phase comparison signal;
Generating a plurality of modulated signals, each having a phase related to a value of the phase comparison signal; And
Generating a plurality of motor drive signals for the plurality of motor windings in accordance with the plurality of modulated signals, wherein generating the plurality of modulated signals comprises:
Providing a look up table in which modulation values are stored corresponding to at least one shape of the plurality of modulation signals;
Generating a first continuous sawtooth ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value;
Converting the first continuous sawtooth ramp signal to a second continuous sawtooth ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value; Adding to a value associated with s i, wherein the smallest and largest values of the second consecutive sawtooth ramp signal are adjusted times from the smallest and largest values of the first continuous sawtooth ramp signal. Shifted in time by the adjustment time being related to the phase comparison signal;
Using the adjusted continuous sawtooth ramp signals to continuously find values in the lookup table to generate at least one of the plurality of modulated signals;
Generating at least one other modulated signal in a predetermined phase relationship to at least one of the plurality of modulated signals.
상기 모터에 근접하여 배치되는 홀 센서(Hall sensor)로 홀 센서 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein generating the position reference signal comprises:
Generating a Hall sensor signal with a Hall sensor disposed proximate to the motor.
상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나에 연결되는 역 기전력(back EMF) 모듈로 역 기전력 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein generating the position reference signal comprises:
Generating a back EMF signal with a back EMF module coupled to at least one of the plurality of motor windings.
상기 기준 위치를 구현하는 상기 모터에 근접하는 시간 창(time window) 동안에 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나에 대한 모터 구동 신호를 정지시키는 단계; 및
역 기전력 신호의 영교차에 의해 상기 시간 창 동안에 상기 기준 위치를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein generating the position reference signal comprises:
Stopping a motor drive signal for at least one of the plurality of motor windings during a time window proximate the motor embodying the reference position; And
Detecting the reference position during the time window by zero crossing of a back electromotive force signal.
상기 전기 모터에 연결되는 각각의 복수의 하프 브리지 회로(half bridge circuit)들로 상기 복수의 모터 구동 신호들을 발생시키는 단계를 포함하고,
각 하프 브리지 회로는,
각각의 제1 및 제2 직렬로 연결된 트랜지스터들;
하이(high) 전원 공급 전압을 수용하기 위한 각각의 전원 공급 고전압 노드;
로우(low) 전원 공급 전압을 수용하기 위한 각각의 전원 공급 저전압 노드; 및
상기 복수의 모터 구동 신호들의 각각의 하나가 발생되는 각각의 출력 노드를 구비하며,
상기 복수의 하프 브리지 회로들의 적어도 하나의 상기 제1 또는 제2 트랜지스터의 적어도 하나를 통과하는 역방향 전류를 검출하는 단계를 포함하고,
상기 검출하는 단계는,
상기 하이 전원 공급 전압 이상의 상기 출력 노드에서의 전압을 검출하는 단계; 또는
상기 로우 전원 공급 전압 이하의 상기 출력 노드에서의 전압을 검출하는 단계를 구비하며,
상기 역방향 전류를 검출하는 단계에 따라 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나를 통하는 전류의 영교차를 나타내는 영전류 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein generating the zero current signal comprises:
Generating the plurality of motor drive signals with each of a plurality of half bridge circuits connected to the electric motor,
Each half bridge circuit,
Respective first and second series connected transistors;
Each power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage;
Each power supply low voltage node for receiving a low power supply voltage; And
Each output node on which one of each of the plurality of motor drive signals is generated;
Detecting a reverse current passing through at least one of the first or second transistors of the plurality of half bridge circuits,
The detecting step,
Detecting a voltage at the output node above the high power supply voltage; or
Detecting a voltage at the output node below the low power supply voltage,
Generating a zero current signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings in accordance with detecting the reverse current.
상기 제1 및 제2 트랜지스터들이 모두 턴 오프되는 시간들에서 상기 출력 노드에서만 전압을 샘플링함에 의해 상기 역방향 전류를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 5, wherein detecting the reverse current comprises:
Detecting the reverse current by sampling a voltage only at the output node at times when both the first and second transistors are turned off.
각각의 복수의 펄스 폭 변조 신호들을 포함하고, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 하이 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 하이 값들 및 상기 하이 전원 공급 전압 보다 높은 과도 하이 값들을 구비하는 하이 상태들을 가지며, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 로우 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 로우 값들 및 상기 로우 전원 공급 전압 보다 낮은 과도 로우 값들을 구비하는 로우 상태들도 가지는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 1, wherein each one of the plurality of motor drive signals,
Each of the plurality of pulse width modulated signals, each one of the plurality of pulse width modulated signals having steady state high values proximate the high power supply voltage and transient high values higher than the high power supply voltage. Have high states, each one of said plurality of pulse width modulated signals also has low states having steady state low values proximate said low power supply voltage and transient low values lower than said low power supply voltage; How to.
상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나를 통하는 전류의 영교차를 나타내는 영전류 신호를 발생시키도록 구성되는 전류 측정 모듈;
상기 모터의 각 회전의 기준 위치를 나타내는 위치 기준 신호를 발생시키도록 구성되는 위치 측정 모듈;
위상 비교 신호를 발생시키기 위해 상기 영전류 신호의 위상과 상기 위치 기준 신호의 위상을 비교하도록 구성되며, 각기 상기 위상 비교 신호의 값에 관련된 위상을 갖는 복수의 변조 신호들을 발생시키도록 구성되는 변조 신호 발생 모듈; 및
상기 복수의 변조 신호들에 따라 상기 복수의 모터 권선들에 대해 복수의 모터 구동 신호들을 발생시키도록 구성되는 구동 회로를 포함하며, 상기 변조 신호 발생 모듈은,
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나의 형상에 대응되는 변조 값들이 저장되는 룩업 테이블;
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제1의 연속적인 톱니 램프 신호를 발생시키도록 구성되는 톱니 발생기;
상기 영전류 신호를 나타내는 신호를 수신하도록 연결되고, 상기 위치 기준 신호를 나타내는 신호를 수신하도록 연결되며, 상기 위상 비교 신호를 나타내는 신호를 발생시키도록 구성되는 타이밍/위상 에러 검출기(timing/phase error detector); 및
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제2의 연속적인 톱니 램프 신호를 발생시키기 위해 상기 위상 비교 신호에 관련된 값에 상기 제1의 연속적인 톱니 램프 신호를 추가하도록 구성되는 가산 모듈(summation module)을 포함하며, 상기 제2의 연속적인 톱니 램프 신호의 가장 작은 및 가장 큰 값들은 상기 제1의 연속적인 톱니 램프 신호의 가장 작은 및 가장 큰 값들로부터의 조정 시간에 의해 시간에 맞게 시프트되고, 상기 조정 시간은 상기 위상 비교 신호와 관련되며, 상기 조정된 연속적인 톱니 램프 신호는 상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나를 발생시키도록 상기 룩업 테이블 내의 값들을 연속하여 찾는 데 이용되고, 상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나에 대한 소정의 위상 관계에서 적어도 하나의 다른 변조 신호를 발생시키는 데 이용되는 것을 특징으로 하는 전자 회로.An electronic circuit for driving a polyphase motor having a plurality of motor windings,
A current measurement module configured to generate a zero current signal indicating a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings;
A position measuring module, configured to generate a position reference signal indicating a reference position of each rotation of the motor;
A modulated signal configured to compare a phase of the zero current signal and a phase of the position reference signal to generate a phase comparison signal, each of which is configured to generate a plurality of modulated signals having a phase related to a value of the phase comparison signal Generation module; And
A drive circuit configured to generate a plurality of motor drive signals for the plurality of motor windings in accordance with the plurality of modulated signals, wherein the modulated signal generation module comprises:
A lookup table storing modulation values corresponding to at least one shape of the plurality of modulation signals;
A tooth generator configured to generate a first continuous tooth ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value;
A timing / phase error detector coupled to receive a signal indicative of the zero current signal, coupled to receive a signal indicative of the position reference signal, and configured to generate a signal indicative of the phase comparison signal ); And
The first continuous to a value associated with the phase comparison signal to generate a second continuous sawtooth ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value. And a summation module configured to add the sawtooth ramp signal, wherein the smallest and largest values of the second consecutive sawtooth ramp signal are the smallest and largest of the first continuous sawtooth ramp signal. Shifted in time by an adjustment time from values, the adjustment time being associated with the phase comparison signal, wherein the adjusted continuous sawtooth ramp signal is generated in the lookup table to generate at least one of the plurality of modulation signals. Used to sequentially find the values and write down in a predetermined phase relationship to at least one of the plurality of modulated signals An electronic circuit which is used to generate one other modulated signal.
상기 기준 위치를 구현하는 상기 모터에 근접하는 시간 창 동안에 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나에 대해 모터 구동 신호를 정지시키는 단계; 및
상기 역 기전력(back EMF) 신호의 영교차에 의해 상기 시간 창 동안에 상기 기준 위치를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 회로.The method of claim 8, wherein generating the position reference signal comprises:
Stopping a motor drive signal for at least one of the plurality of motor windings during a time window proximate the motor embodying the reference position; And
Detecting the reference position during the time window by zero crossing of the back EMF signal.
상기 전기 모터에 연결되고, 상기 복수의 모터 구동 신호들을 발생시키도록 구성되는 복수의 하프 브리지 회로들을 더 포함하며,
각 하프 브리지 회로는,
각각의 제1 및 제2 직결로 연결된 트랜지스터들;
하이 전원 공급 전압을 수용하기 위한 각각의 전원 공급 고전압 노드;
로우 전원 공급 전압을 수용하기 위한 각각의 전원 공급 저전압 노드; 및
상기 복수의 모터 구동 신호들의 각각의 하나가 발생되는 각각의 출력 노드를 구비하고,
적어도 하나의 비교기를 더 포함하며, 상기 비교기는,
상기 하이 전원 공급 전압 이상인 상기 출력 노드에서의 전압; 또는
상기 로우 전원 공급 전압 이하인 상기 출력 노드에서의 전압의 적어도 하나를 검출하는 것에 의해 상기 복수의 하프 브리지 회로들의 적어도 하나의 상기 제1 및 제2 트랜지스터들의 적어도 하나를 통과하는 역방향 전류를 나타내는 각각의 적어도 하나의 비교기 출력 신호를 발생시키도록 구성되고;
상기 적어도 하나의 비교기 출력 신호에 따라 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나를 통하는 상기 전류의 영교차를 나타내는 상기 영전류 신호를 발생시키도록 구성되는 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 회로.The method of claim 8,
A plurality of half bridge circuits coupled to the electric motor and configured to generate the plurality of motor drive signals,
Each half bridge circuit,
Respective first and second directly connected transistors;
Each power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage;
Each power supply low voltage node for receiving a low power supply voltage; And
Each output node on which one of each of the plurality of motor drive signals is generated,
Further comprising at least one comparator, wherein the comparator,
A voltage at the output node that is above the high power supply voltage; or
At least each of which represents a reverse current through at least one of the first and second transistors of at least one of the plurality of half bridge circuits by detecting at least one of the voltages at the output node that is less than or equal to the low power supply voltage. Generate one comparator output signal;
And a processor configured to generate the zero current signal indicative of the zero crossing of the current through at least one of the plurality of motor windings in accordance with the at least one comparator output signal.
각각의 복수의 폭 변조 신호들을 포함하고, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 하이 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 하이 값들 및 상기 하이 전원 공급 전압 보다 높은 과도 하이 값들을 구비하는 하이 상태들을 가지며, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 로우 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 로우 값들 및 상기 로우 전원 공급 전압 보다 낮은 과도 로우 값들을 구비하는 로우 상태들도 가지는 것을 특징으로 하는 전자 회로.The method of claim 8, wherein each one of the plurality of motor drive signals,
Each of the plurality of pulse width modulated signals, wherein each one of the plurality of pulse width modulated signals has a high steady state high values proximate the high power supply voltage and a high high transient value higher than the high power supply voltage. And each one of said plurality of pulse width modulated signals also has low states having steady state low values proximate said low power supply voltage and transient low values lower than said low power supply voltage. Electronic circuit.
상기 전기 모터에 연결되는 하프 브리지 회로로 모터 구동 신호를 발생시키는 단계를 포함하고,
상기 하프 브리지 회로는,
제1 및 제2 직렬로 연결된 트랜지스터들;
하이 전원 공급 전압을 수용하기 위한 전원 공급 고전압 노드;
로우 전원 공급 전압을 수용하기 위한 전원 공급 저전압 노드; 및
상기 모터 구동 신호가 발생되는 출력 노드를 구비하며,
상기 제1 및 제2 트랜지스터들의 적어도 하나를 통과하는 역방향 전류를 검출하는 단계를 포함하고,
상기 검출하는 단계는,
상기 하이 전원 공급 전압 이상인 상기 출력 노드에서의 전압을 검출하는 단계; 또는
상기 로우 전원 공급 전압 이하인 상기 출력 노드에서의 전압을 검출하는 단계의 적어도 하나를 구비하며;
상기 역방향 전류를 검출하는 단계에 따라 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나를 통하는 전류의 영교차를 나타내는 영전류 신호를 발생시키는 단계를 포함하며, 상기 방법은,
상기 모터의 각 회전의 기준 위치를 나타내는 위치 기준 신호를 발생시키는 단계;
위상 비교 신호를 발생시키도록 상기 영전류 신호의 위상과 상기 위치 기준 신호의 위상을 비교하는 단계;
각기 상기 위상 비교 신호의 값과 관련된 위상을 가지는 복수의 변조 신호들을 발생시키는 단계; 및
상기 복수의 변조 신호들에 따라 상기 복수의 모터 권선들에 대해 복수의 모터 구동 신호들을 발생시키는 단계를 더 포함하고, 상기 복수의 변조 신호들을 발생시키는 단계는,
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나의 형상에 대응하여 변조 값들이 저장되는 룩업 테이블을 제공하는 단계를 포함하며;
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제1의 연속적인 램프 신호를 발생시키는 단계를 포함하고;
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제2의 연속적인 램프 신호를 발생시키기 위해 상기 위상 비교 신호와 관련된 값에 상기 제1의 연속적인 램프 신호를 추가하는 단계를 포함하며, 상기 제2의 연속적인 램프 신호의 가장 작은 및 가장 큰 값들은 상기 제1의 연속적인 램프 신호의 가장 작은 및 가장 큰 값들로부터의 조정 시간에 의해 시간에 맞게 시프트되고, 상기 조정 시간은 상기 위상 비교 신호와 관련되는 것을 특징으로 하는 방법.A method for driving a multiphase motor having a plurality of motor windings, the method comprising:
Generating a motor drive signal with a half bridge circuit coupled to the electric motor,
The half bridge circuit,
First and second series connected transistors;
A power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage;
A power supply low voltage node for receiving a low power supply voltage; And
And an output node for generating the motor drive signal,
Detecting a reverse current through at least one of the first and second transistors,
The detecting step,
Detecting a voltage at the output node that is above the high power supply voltage; or
Detecting at least one voltage at the output node below the low power supply voltage;
Generating a zero current signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings in accordance with detecting the reverse current, the method comprising:
Generating a position reference signal indicative of a reference position of each rotation of the motor;
Comparing a phase of the zero current signal and a phase of the position reference signal to generate a phase comparison signal;
Generating a plurality of modulated signals, each having a phase associated with a value of the phase comparison signal; And
Generating a plurality of motor drive signals for the plurality of motor windings in accordance with the plurality of modulated signals, wherein generating the plurality of modulated signals comprises:
Providing a lookup table in which modulation values are stored corresponding to at least one shape of the plurality of modulation signals;
Generating a first continuous ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value;
The first continuous ramp at a value associated with the phase comparison signal to generate a second continuous ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value. Adding a signal, wherein the smallest and largest values of the second continuous ramp signal are shifted in time by an adjustment time from the smallest and largest values of the first continuous ramp signal And the adjustment time is related to the phase comparison signal.
상기 제1 및 제2 트랜지스터들 모두가 턴 오프되는 시간들에서 상기 출력 노드만에서의 전압을 샘플링함에 의해 상기 역방향 전류를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 15, wherein detecting the reverse current comprises:
Detecting the reverse current by sampling a voltage at the output node only at times when both the first and second transistors are turned off.
복수의 펄스 폭 변조 신호들을 포함하고, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 하이 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 하이 값들 및 상기 하이 전원 공급 전압 보다 높은 과도 하이 값들을 구비하는 하이 상태들을 가지며, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 로우 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 로우 값들 및 상기 로우 전원 공급 전압 보다 낮은 과도 로우 값들을 구비하는 로우 상태들도 가지는 것을 특징으로 하는 방법. The method of claim 15, wherein the motor drive signal,
A high state comprising a plurality of pulse width modulated signals, each one of said plurality of pulse width modulated signals having steady state high values proximate said high power supply voltage and transient high values higher than said high power supply voltage; Wherein each one of said plurality of pulse width modulated signals also has low states having steady state low values proximate said low power supply voltage and transient low values lower than said low power supply voltage. Way.
상기 모터에 근접하여 배치되는 홀 센서로 홀 센서 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 15, wherein generating the position reference signal,
Generating a hall sensor signal to a hall sensor disposed proximate to the motor.
상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나에 연결되는 역 기전력 모듈로 역 기전력 신호를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 15, wherein generating the position reference signal,
Generating a back EMF signal with a back EMF module coupled to at least one of the plurality of motor windings.
상기 기준 위치를 구현하는 상기 모터에 근접하는 시간 창 동안에 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나에 대해 모터 구동 신호를 정지시키는 단계; 및
역 기전력 신호의 영교차에 의해 상기 시간 창 동안에 상기 기준 위치를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 15, wherein generating the position reference signal,
Stopping a motor drive signal for at least one of the plurality of motor windings during a time window proximate the motor embodying the reference position; And
Detecting the reference position during the time window by zero crossing of a back electromotive force signal.
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나를 발생시키기 위해 상기 룩업 테이블 내의 값들을 연속하여 찾도록 상기 조정된 연속적인 램프 신호를 이용하는 단계; 및
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나와 소정의 위상 관계에서 적어도 하나의 다른 변조 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하며, 각 변조 신호는 상기 복수의 펄스 폭 변조(PWM) 신호들의 각각의 하나와 관련되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 15, wherein generating the plurality of modulated signals comprises:
Using the adjusted continuous ramp signal to continuously find values in the lookup table to generate at least one of the plurality of modulated signals; And
Generating at least one other modulated signal in a predetermined phase relationship with at least one of the plurality of modulated signals, each modulated signal associated with each one of the plurality of pulse width modulated (PWM) signals Characterized in that the method.
모터 구동 신호를 발생시키기 위해 상기 전기 모터에 연결되는 하프 브리지 회로를 포함하고,
상기 하프 브리지 회로는,
제1 및 제2 직렬로 연결된 트랜지스터들;
하이 전원 공급 전압을 수용하기 위한 전원 공급 고전압 노드;
로우 전원 공급 전압을 수용하기 위한 전원 공급 저전압 노드; 및
상기 모터 구동 신호가 발생되는 출력 노드를 구비하며,
상기 하이 전원 공급 전압 이상인 상기 출력 노드에서의 전압; 또는 상기 로우 전원 공급 전압 이하인 상기 출력 노드에서의 전압의 적어도 하나를 검출하는 것에 의해 상기 제1 및 제2 트랜지스터들의 적어도 하나를 통과하는 역방향 전류를 나타내는 각각의 적어도 하나의 비교기 출력 신호를 발생시키도록 구성되는 적어도 하나의 비교기를 포함하고;
상기 전자 회로는,
상기 적어도 하나의 비교기 출력 신호에 따라 상기 복수의 모터 권선들의 적어도 하나를 통하는 전류의 영교차를 나타내는 영전류 출력 신호를 발생시키도록 구성되는 프로세서;
상기 모터의 각 회전의 기준 위치를 나타내는 위치 기준 신호를 발생시키도록 구성되는 위치 측정 모듈; 및
위상 비교 신호를 발생시키도록 상기 영전류 신호의 위상을 상기 위치 기준 신호의 위상과 비교하도록 구성되고, 각기 상기 위상 비교 신호의 값과 관련된 위상을 갖는 복수의 변조 신호들을 발생시키도록 구성되는 변조 신호 발생 모듈을 더 포함하며, 상기 변조 신호 발생 모듈은,
상기 복수의 변조 신호들의 적어도 하나의 형상에 대응하여 변조 값들이 저장되는 룩업 테이블;
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제1의 연속적인 램프 신호를 발생시키도록 구성되는 램프 신호 발생기;
상기 영전류 신호를 나타내는 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 위치 기준 신호를 나타내는 신호를 수신하도록 구성되며, 상기 위상 비교 신호를 나타내는 신호를 발생시키도록 구성되는 타이밍/위상 에러 검출기; 및
가장 작은 값과 가장 큰 값 및 상기 가장 작은 값과 상기 가장 큰 값 사이의 복수의 값들을 갖는 제2의 연속적인 램프 신호를 발생시키기 위해 상기 위상 비교 신호와 관련된 값에 상기 제1의 연속적인 램프 신호를 추가하도록 구성되는 가산 모듈을 포함하며, 상기 제2의 연속적인 램프 신호의 가장 작은 및 가장 큰 값들은 상기 제1의 연속적인 램프 신호의 가장 작은 및 가장 큰 값들로부터의 조정 시간에 의해 시간에 맞게 시프트되고, 상기 조정 시간은 상기 위상 비교 신호와 관련되는 것을 특징으로 하는 전자 회로.An electronic circuit for driving a polyphase motor having a plurality of motor windings,
A half bridge circuit coupled to the electric motor to generate a motor drive signal,
The half bridge circuit,
First and second series connected transistors;
A power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage;
A power supply low voltage node for receiving a low power supply voltage; And
And an output node for generating the motor drive signal,
A voltage at the output node that is above the high power supply voltage; Or generate each of at least one comparator output signal indicative of reverse current through at least one of the first and second transistors by detecting at least one of the voltage at the output node that is less than or equal to the low power supply voltage. At least one comparator configured;
The electronic circuit,
A processor configured to generate a zero current output signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings in accordance with the at least one comparator output signal;
A position measuring module, configured to generate a position reference signal indicating a reference position of each rotation of the motor; And
A modulation signal configured to compare a phase of the zero current signal with a phase of the position reference signal to generate a phase comparison signal, each of which is configured to generate a plurality of modulation signals having a phase associated with a value of the phase comparison signal Further comprising a generation module, The modulated signal generation module,
A lookup table in which modulation values are stored corresponding to at least one shape of the plurality of modulation signals;
A ramp signal generator configured to generate a first continuous ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value;
A timing / phase error detector configured to receive a signal indicative of the zero current signal and configured to receive a signal indicative of the position reference signal and to generate a signal indicative of the phase comparison signal; And
The first continuous ramp at a value associated with the phase comparison signal to generate a second continuous ramp signal having a smallest value and a largest value and a plurality of values between the smallest value and the largest value. An adding module configured to add a signal, wherein the smallest and largest values of the second continuous ramp signal are timed by an adjustment time from the smallest and largest values of the first continuous ramp signal. And the adjustment time is related to the phase comparison signal.
상기 제1 및 제2 트랜지스터가 모두 턴 오프되는 시간들에서 상기 출력 노드만에서의 전압을 샘플링함에 의해 상기 역방향 전류를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 회로.The method of claim 22, wherein the detecting step,
Detecting the reverse current by sampling a voltage at the output node only at times when both the first and second transistors are turned off.
복수의 펄스 폭 변조 신호들을 포함하고, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 하이 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 하이 값들 및 상기 하이 전원 공급 전압 보다 높은 과도 하이 값들을 구비하는 하이 상태들을 가지며, 상기 복수의 펄스 폭 변조 신호들의 각각의 하나는 상기 로우 전원 공급 전압에 근접하는 정상 상태 로우 값들 및 상기 로우 전원 공급 전압 보다 낮은 과도 로우 값들을 구비하는 로우 상태들도 가지는 것을 특징으로 하는 전자 회로.The method of claim 22, wherein the motor drive signal,
A high state comprising a plurality of pulse width modulated signals, each one of said plurality of pulse width modulated signals having steady state high values proximate said high power supply voltage and transient high values higher than said high power supply voltage; Wherein each one of said plurality of pulse width modulated signals also has low states having steady state low values proximate said low power supply voltage and transient low values lower than said low power supply voltage. Electronic circuit.
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