KR0173941B1

KR0173941B1 - 1개의 자기감응소자를 갖는 3상 모터의 구동 시스템

Info

Publication number: KR0173941B1
Application number: KR1019950037147A
Authority: KR
Inventors: 최낙식
Original assignee: 김광호; 삼성전자주식회사
Priority date: 1995-10-25
Filing date: 1995-10-25
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR970024495A; US5852349A; JPH09135592A

Abstract

본 발명은 1개의 자기감응소자 만을 이용하여 3상 모터를 구동시키는 구동 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 모터 구동 시스템은 1개의 홀 소자(10)와, 3상 모터의 구동을 위한 구동기 집적회로(50)를 포함하며, 구동기 집적회로(50)는 홀 소자(10)의 제1 및 제2홀 전극들에 각각 연결되는 비반전(+)단자 및 반전(-)단자를 갖는 제1증폭기(20)와, 홀 소자(10)의 제1 및 제2홀 전극들에 각각 연결되고 그리고 U상 신호 및 그 반전신호와 120도의 위상차를 갖는 V상 신호 및 그 반전신호를 생성하는 제1 및 제2 위상천이기들(21, 22)과, 제1 및 제2 위상천이기들(21, 22)의 출력단자들에 각각 연결되는 비반전(+)단자 및 반전(-)단자를 갖는 제2증폭기(23)와, 제1 및 제2 증폭기들의 2가지의 출력신호들을 받아들여 조합하는 것에 의해 3상 출력신호들이 출력되는 것을 제어하는 출력제어기(30)를 포함하며, 이로써, 시스템의 구성이 간단해 지고, 시스템의 내구성 및 대량생산에 있어서의 생산성이 높아진다.

Description

1개의 자기감응소자를 갖는 3상 모터의 구동 시스템

제1도는 종래의 3상 모터 구동 시스템의 블록도.

제2도는 본 발명에 따른 3상 모터 구동 시스템의 구성을 나타낸 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 11 : 자기감응소자 20, 23 : 증폭기

21, 22 : 위상천이기 30 : 출력제어기

40, 41, 42 : 출력 증폭기 50 : 구동기 집적회로

60 : 모터

본 발명은 3상 모터 구동 시스템에 관한 것으로, 특히 1개의 자기감응소자(magneto-sensitivie element) 만을 이용하여 상기 모터를 구동시키는 구동 시스템에 관한 것이다.

미국특허 USP 4074173 호에는, 무콜렉터 3상 모터(collectorless 3 phase motor)가 개시되어 있다. 이 모터는 집적회로(IC)화된 구동 시스템을 갖고 있으며, 그 모20터 구동 시스템은 2개의 자기감응소자들을 포함하고 있다. 상기 자기감응소자들은 회전자(rotor)의 위치에 따라서 고정자(stator)의 코일들에 선택적으로 전류를 제공하기 위한 것들로서, 회전자 축에 대해서는 90도의 각도로 그리고 상호간에는 120도의 각도로 배열된다.

따라서, 상기 자기감응소자들 각각은 상호간 120도의 위상차를 갖는 신호들을 발생한다. 자기감응소자들로서는 일반적으로 홀 소자(Hall element)들이 사용된다. 홀 소자들 각각은 2개의 홀 전극(Hall electrode)들을 구비하고 있는 데, 하나의 홀 전극으로부터는 3상(U, V, W 상) 신호들 중 하나가 출력되고, 다른 하나의 홀 전극으로부터는 해당 상 신호의 반전신호가 출력된다. 이와 같이, 2개의 홀 소자들을 이용하여 3상 모터를 구동하는 모터 구동 시스템과 관련된 기술들 중 가장 최근의 기술에 따른 시스템의 개략적인 구성이 제1도에 도시되어 있다.

제1도를 참조하여, 종래의 3상 모터 구동 시스템은 전원단자(Vcc)와 그라운드(GND)에 저항들(R1∼R4)을 통하여 연결되는 2개의 홀 소자들(10, 11)과, 모터의 구동을 위한 구동기 집적회로(50)를 갖고 있다. 구동기 집적회로(50)는 U상 및 V상 신호들을 각각 증폭하기 위한 2개의 증폭기들(20, 23)과, 이 증폭기들의 2가지의 출력신호들을 받아들여 조합하는 것에 의해 3상출력신호들(즉, U, V, W 신호들)이 출력되는 것을 제어하는 출력제어기(30)와, 이 제어기(30)로부터의 각 출력신호들을 모터의 정류자 코일들로 제공하기 위한 3개의 출력 증폭기들(40, 41, 42)로 구성된다.

U상 홀 소자(10)의 제1홀전극으로부터의 U상 신호는 집적회로(50)내의 제1증폭기(20)의 비반전단자(noninverting terminal)로 제공되고, 상기 U상 홀 소자의 제2홀전극으로부터의 상기 U상 신호의 반전신호(inverted signal)는 상기 제1증폭기(20)dml 반전단자(inverting terminal)로 제공된다. 또, 집적회로(50) 내의 제2증폭기(23)의 비반전(+)단자로는 V상 홀 소자(11)의 제1홀 전극으로부터의 V상 신호가 제공되고, 상기 제1증폭기(20)의 반전(-)단자로는 상기 V상 홀 소자의 제2홀 전극으로부터의 상기 V상 신호의 반전신호가 제공된다. U상 신호와 V상 신호, U상 신호의 반전신호와 V상 신호의 반전신호는 상호간 120도의 위상차를 갖는다. 제1 및 제2증폭기들(20, 23)에 의해 각각 증폭된 U상 및 V상 신호들은 출력제어기(30)dhk 출력 증폭기들(40, 41, 42)을 통하여 모터(60)dml 정류자 코일들로 선택적으로 제공된다.

본 발명의 목적은 3상 모터 구동기 시스템의 홀 소자의 수를 줄여서 모터의 신뢰성과 생산성을 높이는 것이다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 모터 구동 시스템은 3상 신호들 중 한 신호 및 그것의 반전신호를 발생하는 자기감응수단과, 집적회로(IC)화되고 그리고 상기 자기감응수단의 출력신호들의 입력에 응답하여 모터의 정류자코일들로 선택적으로 전류를 제공하기 위한 모터구동수단을 포함하되; 상기 모터구동수단은 상기 자기감응수단으로부터 제공되는 소정의 제1상 신호 및 그것의 반전신호인 제1반전신호가 제공되는 것에 응답하여 상기 제1상 신호를 증폭하는 제1증폭하는 제1증폭수단과, 상기 자기감응수단으로부터의 상기 제1상 신호가 입력되는 것에 응답하여 상기 제1상 신호와 120도의 위상차를 갖는 제2상 신호를 생성하는 제1위상천이수단과, 상기 자기감응수단으로부터의 상기 제1반전신호가 입력되는 것에 응답하여 상기 제1반전신호와 120도의 위상차를 갖는 제2반전신호를 생성하는 제2위상천이수단과, 상기 제1위상천이수단의 출력 및 상기 제2위상천이수단의 출력이 제공되는 것에 응답하여 상기 제2상 신호를 증폭하는 제2증폭수단과, 상기 제1증폭수단의 출력 및 제2증폭수단의 출력을 받아들여 조합하는 것에 의해 3상 출력신호들이 출력되는 것을 제어하는 출력제어수단을 포함하는데 그 특징이 있다.

실시예에 있어서, 상기 자기감응수단은 홀 소자를 포함한다.

제2도는 본 발명에 따른 3상 모터 구동 시스템의 구성을 나타낸 것이다.

제2도를 참조하여, 본 발명에 따른 3상 모터용 구동기 시스템은 전원 단자(Vcc)와 그라운드(GND)에 저항들(R1, R2)을 통하여 연결되고 U상 신호 및 그 반전신호를 발생하는 1개의 홀 소자(10)와, 모터(60)의 구동을 위한 구동기 집적회로 50을 구비하고 있다. 이미 앞에서 언급된 바와 같이, 자기감응소자인 상기 홀 소자(10)의 제1홀 전극으로부터는 U상 신호가 제공되고, 그것의 제2홀 전극으로부터는 U상 신호의 반전신호가 제공된다. 한편, 여기서, 상기 홀 소자(10)는 다른 상 신호들 중 하나 즉, V상 신호 또는 W상 신호를 제공할 수도 있다.

본 발명에 따른 구동기 집적회로(50)는 상기 홀 소자(10)의 제1 및 제2홀 전극들에 각각 연결되는 비반전(+)단자 및 반전(-)단자를 갖는 제1증폭기(20)와, 상기 홀 소자(10)의 상기 제1 및 제2홀 전극들에 각각 연결되는 제1및 제2위상천이기들(phase shifters)(21, 22)과, 이 제1 및 제2 위상천이기들(21 22)의 출력단자들에 각각 연결되는 비반전(+)단자 및 반전(-)단자들 갖는 제2증폭기(23)와, 상기 제1 및 제2 증폭기들의 2가지의 출력신호들을 받아들여 조합하는 것에 의해 3상 출력신호들(즉, U, V, W 신호들)이 출력되는 것을 제어하는 출력제어기(30)와, 이 제어기(30)로부터의 각 출력신호들(U, V, W 상 신호들)을 모터(60)의 정류자 코일들로 제공하기 위한 3개의 출력 증폭기들(40, 41, 42)로 구성된다.

상기 제1위상천이기(21)는 상기 홀 소자(10)의 제1홀 전극으로부터의 상기 U상 신호가 입력되는 것에 응답하여 상가 U상 신호와 120도의 위상차를 갖는 신호(즉, V상 신호)를 생성하여 상기 제2증폭기(23)의 비반전(+)단자로 제공한다. 그리고, 상기 제2위상천이기(22)는 상기 홀 소자(10)의 제2홀 전극으로부터의 상기 U상 신호의 반전신호가 입력되는 것에 응답하여 상기 U상 신호의 상기 반전신호와 120도의 위상차를 갖는 신호(즉, V상 신호의 반전신호)를 생성하여 상기 제2증폭기(23)의 반전(-)단자로 제공한다. 증폭기들(20, 23)에 의해 증폭된 U상 및 V상 신호들은, 잘 알려진 바왁 kx이, 출력제어기(30)로 제공되며, 출력제어기(30)에 의해 생성된 3상 신호들은 출력 증폭기들(40, 41, 42)을 통하여 모터(60)로 제공된다.

이상에서 상세히 설명된 바와 같이, 단지 하나의 자기감응소자에 의해 회전자의 위치가 감지되도록 하고 그리고 상기 자기감응소자의 출력신호를 이용하여 3상 신호들을 생성하도록 하면, 시스템의 구성이 간단해 지고, 시스템의 내구성 및 대량생산에 있어서의 생산성이 높아진다.

Claims

제1 및 제2저항들 (R1) 및 (R2)을 통해서 전원 전압(VCC)과 접지 전압사이에 연결되며, 3상 신호들 (U, V, 그리고 W)중 제1상 신호와 상기 3상 모터의 검출된 고정자 위치에 응답해서 상기 제1상 신호와 180도의 위상이 천이된 신호인 제1반전 상 신호를 발생하는 단일의 자기 감응 소자(10) 및; 상기 단일의 자기 감응 소자(10)로부터 생성된 제1상 신호에 응답해서 상기 3상 모터에 전류 신호를 선택적으로 인가하는 집적 회로(50)를 포함하며, 상기 3상 모터를 구동하기에 적합한 상기 3상 신호들 (U, V, 그리고 W)을 발생하는 3상 모터의 구동 시스템에 있어서: 상기 접적회로(50)는, 상기 제1상 신호를 증폭하고 상기 증폭된 제1상 신호를 출력하는 제1증폭기(20); 상기 제1상 신호를 받아들이고 상기 제1상 신호와 120도의 위상차를 가지는 제2상 신호를 발생하는 제1위상천이기(21)와; 상기 제1반전 상 신호를 받아들이고 상기 제1반전 상 신호와 120도의 위상차를 가지는 제2반전 상 신호를 발생하는 제2위상천이기(22)와; 상기 제2상 신호를 증폭하여 상기 증폭된 제2상 신호를 출력하는 제2증폭기(23)와; 상기 증폭된 제1 및 제2상 신호들에 응답해서 상기 제1 및 제2상 신호들 각각에 120도의 위상차를 가지는 제3위상 신호를 발생하여 상기 모터의 고정자 코일들에 공급된 상기 3상 신호들을 출력하는 출력 제어기(30) 및; 상기 출력 제어기(30)로부터의 상기 제1, 제2, 그리고 제3상 신호들을 각각 증폭하는 출력 증폭기들 (40), (41), 그리고 (42)로 구성되는 것을 특징으로하는 3상 모터의 구동 시스템.
제1항에 있어서, 상기 자기 감응 소자는 U상 신호를 발생하는 단일의 홀 소자로 구성되는 것을 특징으로 하는 3상 모터의 구동 시스템.