KR0156756B1 - 삼각파 판별회로 및 판별방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 삼각파 판별장치 및 판별방법은 모터의 구동속도를 제어하기 위하여 발생하는 삼각파의 레벨 및 오프셋(offset)값을 판별하는 것으로서 종래에는 각각의 모터 구동회로의 삼각파 발생부에 사용되는 회로 부품의 차이로 인하여 발생되는 삼각파의 크기가 서로 상이하고, 이로 인하여 각각의 모터 구동장치마다 모터를 구동시키는 전압이 상이하여 모터의 회전속도가 상이하였다.

본 발명은 삼각파 발생부에서 발생하는 삼각파를 3상 교류전원과 비교하여 삼각파의 레벨을 판단함과 아울러 삼각파의 듀티비를 판단하고, 판단한 삼각파의 레벨에 따라 3상 교류전원의 발생레벨을 조절함과 아울러 판단한 듀티비에 따라 3상 교류전원을 발생하는 오프셋값을 조절하여 각각의 모터 구동회로가 모터를 동일한 속도로 구동시킬 수 있다.

Description

삼각파 판별회로 및 판별방법

제1도는 본 발명의 판별회로도.

제2도는 본 발명의 판별방법을 보인 신호 흐름도.

제3도는 제1도의 구성중 극성변환부에서 R상의 전원 출력을 위한 전원 발생기의 구성 예시도.

제4도는 제1도의 구성중 극성변환부에서 S상의 전원 출력을 위한 전원 발생기의 구성 예시도.

제5도는 제1도의 구성중 극성변환부에서 T상의 전원 출력을 위한 전원 발생기의 구성 예시도.

제6도는 제1도의 구성중 삼각파 발생기의 구성 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 마이크로 프로세서 2∼4 : 디지탈/아날로그 변환부

5∼7 : 극성 변환부 8 : 삼각파 발생부

CP1∼CP3 : 비교기 CS1∼CS3 : 제어신호

I1∼I3 : 입력단자

본 발명은 모터의 구동을 제어하는 모터 구동장치 등의 기기에 있어서, 모터의 구동속도를 제어하기 위하여 발생하는 삼각파의 레벨 및 오프셋(offset)값을 판별하는 삼각파 판별회로 및 판별방법에 관한 것이다.

일반적으로 모터 구동장치는 마이크로 프로세서의 제어에 따라 3상전원을 발생함과 아울러 삼각파를 발생하고, 발생한 3상전원 및 삼각파를 비교하여 PWM(Pulse Width Modulation)파를 발생하며, 발생한 PWM파를 모터에 인가하여 모터의 구동속도를 제어하고 있다.

이러한 모터 구동장치에 있어서, 삼각파는 비교적 정밀한 부품을 사용하여 발생하고 있으나, 각각의 모터 구동회로의 삼각파 발생부에 사용되는 회로 부품의 차이로 인하여 발생되는 삼각파의 크기가 서로 상이하고, 이로 인하여 각각의 모터 구동장치마다 모터를 구동시키는 전압이 상이하여 모터의 회전속도가 상이하게 되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 삼각파 발생부에서 발생하는 삼각파를 3상 교류전원과 비교하여 삼각파의 레벨을 판단함과 아울러 삼각파의 듀티비를 판단하고, 판단한 삼각파의 레벨에 따라 3상 교류전원의 발생레벨을 조절함과 아울러 판단한 듀티비에 따라 3상 교류전원을 발생하는 오프셋값을 조절하여 각각의 모터 구동회로가 모터를 동일한 속도로 구동시킬 수 있도록 하는 삼각파 판별회로 및 판별방법을 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 3상 교류 모터의 구동을 제어하는 모터 구동장치에 있어서, 모터 구동 전압의 제공을 위한 R상, S상 및 T상의 3상 소스 디지털 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환부와, 상기 디지탈/아날로그 변환부의 출력신호 극성을 입력되는 제어신호에 따라 반전시켜 R상, S상 및 T상의 3상전원을 발생하는 극성 변환부와, 기 설정된 파장의 삼각파를 발생시키는 삼각파 발생부와, 상기 극성 변환부에서 출력되는 3상전원을 상기 삼각파 발생부의 출력신호 레벨과 각기 비교하여 그 비교치에 따른 PWM파를 발생시키는 비교기, 및 상기 비교기의 출력신호를 입력받아 상기 삼각파 발생부에서 출력되는 삼각파의 레벨 및 듀티비를 판단하여 상기 R상, S상 및 T상의 3상 소스 디지털 신호를 발생시키되 3상전원의 발생레벨을 조정하며 상기 극성 변환부의 제어를 통해 오프셋값을 조절하는 마이크로 프로세서를 포함하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징은, 입력할 하나의 PWM파를 선택하고 레지스터에 출력할 3상전원의 최대값을 저장 및 출력한 후 상기에서 선택한 PWM파가 입력되는 지를 판단하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 PWM파가 입력되지 않을 경우에는 레지스터에 저장된 값을 1단계 감소하고 1단계 감소한 값이 설정값 이하인지를 판단하여 설정값 이하가 아닐 경우에 상기 제1과정으로 복귀하여 레지스터에 저장된 값을 출력 및 PWM파가 입력되는 지를 판단하는 동작을 반복하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 1단계 감소한 값이 설정값 이하일 경우에는 시스템의 동작을 정지하는 제3과정과, 상기 제1과정에서 PWM파가 입력될 경우에 레지스터(X)의 값을 삼각파의 레벨값으로 저장하고 레지스터의 값을 0으로 하여 출력한 후 입력되는 PWM파의 듀티비를 판단하는 제4과정과, 상기 제4과정에서 판단한 듀티비에 따라 출력할 3상전원의 오프셋값을 조절하는 제5과정으로 제어되는 데 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

제1도는 본 발명의 판별회로도로서 이에 도시된 바와 같이, R상, S상 및 T상의 3상전원 발생을 제어하고 삼각파의 레벨 및 오프셋값을 판단하여 3상전원의 발생레벨 및 오프셋값을 조절하는 마이크로 프로세서(1)와, 상기 마이크로 프로세서(1)의 출력신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지탈/아날로그 변환부(2∼4)와, 상기 디지탈/아날로그 변환부(2∼4)의 출력신호 극성을 상기 마이크로 프로세서(1)가 출력하는 제어신호(CS∼CS3)에 따라 반전시켜 R상, S상 및 T상의 3상전원을 발생하는 극성 변환부(5∼7)와, 삼각파를 발생하는 삼각파 발생부(8)와, 상기 극성 변환부(5∼7)에서 출력되는 3상전원을 상기 삼각파 발생부(8)의 출력신호 레벨과 각기 비교하여 PWM파를 발생 및 상기 마이크로 프로세서(1)에 입력시키는 비교기(CP1∼CP3)로 구성하였다.

이와 같이 구성된 본 발명의 판별회로는 마이크로 프로세서(1)가 R상, S상 및 T상의 3상전원을 발생하기 전에 먼저 R상, S상 및 T상의 3상전원에 대한 삼각파의 레벨을 판단해야 되는 것으로서 마이크로 프로세서(1)는 입력단자(I1)의 신호를 입력시킬 수 있도록 한 후 R상전원의 최대값을 출력한다.

이와 같이 출력한 R상전원의 최대값은 디지탈/아날로그 변환부(2)에서 아날로그 신호로 변환되고, 극성 변환부(5)에서 마이크로 프로세서(1)의 제어에 따라 극성이 결정 즉, 정현파로 변환된 후 비교기(CP1)의 비반전 입력단자(+)에 인가되며, 비교기(CP1)의 반전 입력단자(-)에는 삼각파 발생부(8)에서 발생되는 삼각파가 인가된다.

그러면, 비교기(CP1)는 입력되는 극성 변환부(5)의 R상전원 출력레벨과 삼각파 발생부(8)에서 출력되는 삼각파의 출력레벨을 비교하여 출력하고, 비교 출력한 신호는 마이크로 프로세서(1)의 입력단자(II)로 입력된다.

여기서, 극성 변환부(5)의 R상전원 출력레벨이 삼각파 발생부(8)에서 출력되는 삼각파의 최대레벨보다 클 경우에 비교기(CP1)는 계속 고전위를 출력하고, 극성 변환부(5)의 R상전원 출력신호 레벨이 삼각파 발생부(8)에서 출력되는 삼각파의 최대레벨보다 작을 경우에는 두 신호의 레벨에 따른 PSM파를 발생하는 것으로 마이크로 프로세서(1)는 입력단자(I1)로 PWM파가 입력되는 지를 판단하고, PWM파가 입력되지 않을 경우에 출력하는 R상 전원의 값을 1단계 낮추어 출력하면서 입력단자(I1)로 PWM파가 입력되는 지를 계속 판단한다.

이와 같은 상태에서 극성 변환부(5)의 R상전원 출력레벨이 삼각파 발생부(8)의 삼각파 최대레벨보다 작아 입력단자(I1)로 PWM파가 입력되면, 마이크로 프로세서(1)는 현재 출력하는 R상 전원의 값을 저장한다.

이와 같이 하여 R상 전원에 따른 삼각파의 레벨이 판단되면, 마이크로 프로세서(1)는 R상 전원에 대한 삼각파의 오프셋값을 검출해야 되는 것으로 마이크로 프로세서(1)는 R상 전원의 값을 0으로 하여 출력한다.

그러면, 비교기(CP1)는 삼각파 발생부(8)에서 발생한 삼각파와 0V를 비교하여 펄스신호를 발생하고, 발생한 펄스신호는 마이크로 프로세서(1)의 입력단자(I1)로 입력된다.

이와 같이 입력단자(I1)로 펄스신호가 입력되면, 마이크로 프로세서(1)는 입력된 펄스신호의 상승에지(rising edge) 및 하강 에지(falling edge)를 검출하여 펄스신호의 듀티비(duty ratio)를 판단하고, 판단한 듀티비에 따라 출력할 R상 전원의 오프셋값을 조절한다.

이와 같이 하여 R상 전원에 대한 삼각파의 레벨 및 오프셋값이 조절되면, S상 및 T상에 대한 삼각파의 레벨 및 오프셋값을 판별해야 되는 것으로서 마이크로 프로세서(1)는 S상 및 T상전원의 값을 1단계씩 낮추면서 입력단자(12)(13)의 신호로 S상 및 T상에 대한 삼각파의 레벨을 판단함과 아울러 S상 및 T상전원의 값을 0으로 출력한 후 입력단자(I2)(I3)의 신호로 S상 및 T상에 대한 삼각파의 오프셋값을 판단하여 S상 및 T상에 대한 오프셋값을 판별 및 조절한다.

이와 같이 R상, S상 및 T상에 대한 삼각파의 레벨이 판별되고, 오프셋값의 조절이 완료되면, 마이크로 프로세서(1)는 판단한 삼각파의 레벨과 조절된 오프셋값에 따라 R상, S상 및 T상의 전원값을 출력하고, 출력한 전원값은 디지탈/아날로그 변환부(2∼4)에서 아날로그 신호로 변환되며, 극성 변환부(5∼7)에서 제어신호(CS1∼CS3)의 제어에 따라 180°의 주기로 극성이 전환되면서 3상전원으로 출력되고, 출력된 3상전원은 삼각파 발생부(8)에서 발생되는 삼각파와 비교기(도면에 도시되지 않았음)에서 비교되어 PWM파를 발생 및 모터의 구동신호로 사용된다.

한편, 제2도는 본 발명의 판별방법을 보인 신호 흐름도로서 이에 도시된 바와 같이, 마이크로 프로세서(1)는 입력단자(I1∼I3)로 입력되는 PWM파 중에서 입력할 하나의 PWM파를 선택 예를 들면, R상 전원의 PWM파를 선택하여 입력되게 하고, 레지스터(X)에 출력할 3상전원의 최대값을 저장한 후 출력하며, 상기에서 선택한 입력단자(I1∼I3)로 PWM파가 입력되는 지를 판단한다.

이때, PWM파가 입력되지 않을 경우에는 레지스터(X)에 저장된 값을 1단계 감소하고, 1단계 감소한 값이 미리 설정된 값 이하 예를 들면, 최대값의 0.8배 이하인지를 판단하여 0.8배 이하가 아닐 경우에 레지스터(X)에 저장된 값을 출력하고, 입력단자(I1∼I3)로 PWM파가 입력되는 지를 판단하는 동작을 반복하며, 1단계 감소한 값이 최대값의 0.8배 이하일 경우에는 에러의 발생으로 시스템의 동작을 정지한다.

그리고 최대값의 0.8배 이하가 되기 전에 PWM파가 발생되어 입력되면, PWM파가 발생된 레지스터(X)의 값을 삼각파의 레벨값으로 저장한다.

이와 같이 하여 감각파의 레벨값이 저장되면, 레지스터(X)의 값을 0으로하여 출력하고, 입력되는 PWM파의 상승에지 및 하강에지를 검출하여 PWM파의 듀티비를 판단하며, 판단한 듀티비가 50%일 경우에 출력할 R상의 오프셋값을 0으로 설정하고, 50%가 아닐 경우에는 듀티비에 따라 오프셋값을 조절 및 설정한다.

이와 같이 하여 R상에 대한 삼각파의 레벨이 저장되고, 오프셋값이 설정되면, S상 및 T상에 대해서도 상기와 같은 동작을 반복 수행하여 R상 및 T상에 대한 삼각파의 레벨을 검출하여 저장하고, PWM파의 듀티비를 판단하여 오프셋값을 설정한다.

이때, 상기 극성변환부(5-7)의 각 구성은 첨부한 제3도 내지 제5도에 도시되어 있는 바와같고, 제3도에 도시되어 있는 세부 구성은 R상의 전원번압을 발생시키기 위한 것으로 통상의 사인파(sine wave)발생기의 구성을 갖는다.

또한, 삼각파 발생기의 세부 구성은 첨부한 제6도에 상세히 도시하였다. 이 또한, 일반적인 삼각파 발생기를 사용한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 삼각파를 3상 교류전원과 각기 비교하여 그 레벨을 판단함과 아울러 삼각파의 듀티비를 판단하고, 판단한 삼각파의 레벨 및 듀티비에 따라 3상 교류전원의 발생레벨 및 오프셋값을 조절함으로써 각각의 모터 구동회로가 모터를 동일한 3상전원을 인가할 수 있어 동일한 속도로 구동시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 3상 교류 모터의 구동을 제어하는 모터 구동장치에 있어서, 모터 구동 전압의 제공을 위한 R상, S상 및 T상의 3상 소스 디지털 신호를 입력받아 아날로그 신호로 변환하는 디지탈/아날로그 변환부(2∼4)와; 상기 디지탈/아날로그 변환부(2∼4)의 출력신호 극성을 입력되는 제어신호에 따라 반전시켜 R상, S상 및 T상의 3상전원을 발생하는 극성 변환부(5∼7)와; 기 설정된 파장의 삼각파를 발생시키는 삼각파 발생부(8)와; 상기 극성 변환부(5∼7)에서 출력되는 3상전원을 상기 삼각파 발생부(8)의 출력신호 레벨과 각기 비교하여 그 비교치에 따른 PWM파를 발생시키는 비교기(CP1∼CP3); 및 상기 비교기(CP1∼CP3)의 출력신호를 입력받아 상기 삼각파 발생부(8)에서 출력되는 삼각파의 레벨 및 듀티비를 판단하여 상기 R상, S상 및 T상의 3상 소스 디지털 신호를 발생시키되 3상전원의 발생레벨을 조정하며 상기 극성 변환부(5∼7)의 제어를 통해 오프셋값을 조절하는 마이크로 프로세서(1)를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼각파 판별회로.
2. 입력할 하나의 PWM파를 선택하고 레지스터(X)에 출력할 3상전원의 최대값을 저장 및 출력한 후 상기에서 선택한 PWM파가 입력되는 지를 판단하는 제1과정과, 상기 제1과정에서 PWM파가 입력되지 않을 경우에는 레지스터(X)에 저장된 값을 1단계 감소하고 1단계 감소한 값이 설정값 이하인지를 판단하여 설정값 이하가 아닐 경우에 상기 제1과정으로 복귀하여 베지스터(X)에 저장된 값을 출력 및 PWM파가 입력되는 지를 판단하는 동작을 반복하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 1단계 감소한 값이 설정값 이하일 경우에는 시스템의 동작을 정지하는 제3과정과, 상기 제1과정에서 PWM파가 입력될 경우에 레지스터(X)의 값을 삼각파의 레벨값으로 저장하고 레지스터(X)의 값을 0으로 하여 출력한 후 입력되는 PWM파의 듀티비를 판단하는 제4과정과, 상기 제4과정에서 판단한 듀티비에 따라 출력할 3상전원의 오프셋값을 조절하는 제5과정으로 제어되는 것을 특징으로 하는 삼각파 판별방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 제2과정 및 제3과정의 설정값은 최대값의 0.8배로 설정하는 것을 특징으로 하는 삼각파 판별방법.