KR100234953B1 - 브러시리스 직류모터의 속도검출회로 - Google Patents

브러시리스 직류모터의 속도검출회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 브러시리스 직류모터의 속도검출회로에 관한 것으로, 특히 브러시리스(Brushless) 직류모터(DC MOTOR)로부터의 역기전압을 스위칭 임펄스에 의한 영향없이 검출할 수 있도록함으로써, 모터의 속도제어시 안정된 특성을 얻을 수 있는 브러시리스 직류모터의 속도검출회로에 관한 것이다.
본 발명에 의해서는 홀소자와 간단한 회로를 추가함으로서, 임펄스의 영향없이 브러시리스 직류모터의 속도검출이 가능하게 되며, 이에따라 브러시리스 직류모터에 대한 정밀 속도제어환경을 구축할 수 있게 하며, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

브러시리스 직류모터의 속도검출회로
본 발명은 브러시리스 직류모터의 속도검출회로에 관한 것으로, 특히 브러시리스(Brushless) 직류모터(DC MOTOR)로부터의 역기전압을 스위칭 임펄스에 의한 영향없이 검출할 수 있도록함으로써, 모터의 속도제어시 안정된 특성을 얻을 수 있는 브러시리스 직류모터의 속도검출회로에 관한 것이다.
제1도은 종래의 브러시리스 직류모터의 속도검출회로도로서, 제1도을 참조하면, 종래의 브러시리스 직류모터의 속도검출회로는 u, v, w코일에 모터의 회전자가 회전하면서 역기전압을 발생시키는데, 이 역기전압(Su, Sw, Sv)과 u, v, w코일의 중성점(N)전압을 각각의 비교기로 비교하여 출력한 다음에, 상기 비교기의 출력(Su', Sw', Sv')을 두 개씩 앤드게이트에서 논리곱하여 출력하며, 상기 앤드게이트의 출력을 오아게이트에서 논리합하여 속도검출신호(S3)를 출력한다.
이와같은 종래의 브러시리스 직류모터의 속도검출회로는 다음과 같은 문제점이 있다.
종래의 브러시리스 직류모터의 속도검출회로에 있어서, 모터코일에서 발생하는 스위칭 임펄스에 의해 회전속도 검출신호에는 스위칭 임펄스에 의한 불필요한 성분이 포함되어 있으므로 정확한 회전속도검출이 어려운 문제점이 있다.
이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위해서 상기 모터코일에 임펄스 제거용으로 큰 용량의 콘덴서를 부착하여 사용하는데, 이는 재료비가 상승된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 브러시리스(Brushless) 직류모터(DC MOTOR)로부터의 역기전압을 스위칭 임펄스에 의한 영향없이 검출할 수 있도록함으로써, 모터의 속도제어시 안정된 특성을 얻을수 있는 브러시리스 직류모터의 속도검출회로를 제공하는데 있다.
제1도는 종래의 브러시리스 직류모터의 속도검출회로도이다.
제2도는 종래의 속도검출회로의 출력파형에 대한 타이밍챠트이다.
제3도는 본 발명에 따른 브러시리스 직류모터의 속도검출회로도이다.
제4a도는 제3도의 파형정형부에 대한 제1실시예인 상세도이고, 제4b도는 제3도의 파형정형부에 대한 제2실시예인 상세도이다.
제5도는 본 발명에 따른 속도검출회로의 출력파형에 대한 타이밍챠트이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 주착자 2 : 부착자
10 : 속도검출부 11, 12, 13 : 비교기
14, 15, 16 : 앤드게이트 17 : 오아게이트
20 : 홀소자 30 : 파형정형부
31, 32 : 비교기 35 : 인버터
37 : 오아게이트 40 : 임펄스제거부
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 회로는 모터코일에 모터회전자의 회전시 발생되는 역기전압을 u, v, w코일의 중성점전압에 각각 비교하여 출력하는 제1, 제2, 제3비교기와, 상기 비교기의 서로다른 두출력을 각각 논리곱하여 출력하는 제1, 제2, 제3앤드게이트와, 상기 제1, 제2, 제3앤드게이트의 출력을 논리합하여 출력하는 오아게이트로 이루어진 모터의 회전속도검출부를 포함하는 속도검출회로에 있어서, 상기 모터의 주착자 내부에 형성시키데, 상기 주착자 극성길이의 1/3의 관계를 가지며, S극과 N극이 교대로 반복형성된 부착자; 상기 부착자의 회전시 부착자의 극성변화에 따른 자기변화를 감지하여 소정의 정형파 신호를 출력하는 홀소자; 상기 홀소자로부터의 감지신호에 대해 일정레벨이상과 일정레벨이하일 경우에 하이레벨을, 그외의 경우에는 로우레벨을 갖는 파형으로 정형하여 출력하는 파형정형부; 상기 속도검출부로부터의 출력신호를 클럭단자로 제공받고, 상기 파형정형부의 출력신호를 데이터단자 및 클리어단자로 제공받는 제1, 제2D형 플립플롭과, 상기 D형 플립플롭의 출력신호를 RS 래치시키는 RS래치로 이루어진 임펄스제거부; 로 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 브러시리스 직류모터의 속도검출회로의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들을 동일한 부호를 사용할 것이다.
제3도는 본 발명에 따른 브러시리스 직류모터의 속도검출회로도로서, 제3도을 참조하면, 본 발명에 따른 브러시리스 직류모터의 속도검출회로는 모터코일(U, V, W)에 모터회전자의 회전시 발생되는 역기전압을 u, v, w코일의 중성점(N)전압에 각각 비교하여 출력하는 제1, 제2, 제3비교기(11, 12, 13)와, 상기 비교기(11, 12, 13)의 서로다른 두출력을 각각 논리곱하여 출력하는 제1, 제2, 제3앤드게이트(14, 15, 16)와 상기 제1, 제2, 제3앤드게이트(14, 15, 16)의 출력을 논리합하여 출력하는 오아게이트(17)로 이루어진 모터의 회전속도검출부(10)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 브러시리스 직류모터의 속도검출회로는 상기 모터의 주착자 내부에 형성시키데, 상기 주착자 극성길이의 1/3의 관계를 가지며, S극과 N극이 교대로 반복형성된 부착자(2)와, 상기 부착자의 회전시 부착자의 극성변화에 따른 자기변화를 감지하여 소정의 정형파신호를 출력하는 홀소자(20)와, 상기 홀소자(20)로부터의 감지신호에 대해 일정레벨이상과 일정레벨이하일 경우에 하이레벨을, 그외의 경우에는 로우레벨을 갖는 파형으로 정형하여 출력하는 파형정형부(30)와, 상기 속도검출부(10)로부터의 출력신호를 클럭단자로 제공받고, 상기 파형정형부(30)의 출력신호를 데이타단자 및 클리어단자로 제공받는 제1, 제2 D형 플립플롭(41, 43)과 상기 D형 플립플롭(41, 43)의 출력신호를 RS 래치시키는 RS래치(45)로 이루어진 임펄스제거부(40)로 구성한다.
제4a도는 제3도의 파형정형부에 대한 제1실시예인 상세도로서, 제4a도를 참조하면, 상기 파형정형부(30)는 상기 홀소자(20)로부터의 감지신호를 전파정류하는 전파정류부와, 상기 전파정류부로부터의 파형을 설정된 기준전압에 비교하여, 기준전압보다 크면, 하이레벨을 기준레벨보다 작으면 로우레벨을 출력하는 비교기로 구성한다.
제4b도는 제3도의 파형정형부에 대한 제2실시예인 상세도로서, 제4b도를 참조하면, 상기 파형정형부(30)는 상기 홀소자(20)로부터의 감지신호(S1)를 중심신호보다 큰 제1기준신호와 비교하여 출력하는 제1비교기와, 상기 홀소자(20)로부터의 감지신호(S1)를 중심신호보다 작은 제2기준신호와 비교하여 출력하는 제2비교기와, 상기 제2비교기의 출력전압을 인버팅시키는 인버터와, 상기 제1비교기의 출력과 상기 인버터()의 출력을 논리합하여 출력하는 오아게이트로 구성한다.
제5도은 본 발명에 따른 속도검출회로의 출력파형에 대한 타이밍챠트이다.
이와같이 구성된 본 발명의 회로에 따른 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.
제3도에서 제5도까지를 참조하여 본 발명을 설명하면, 먼저 제3도에서 모터코일(u, w, v)에서 모터의 회전자가 회전하면서 역기전압이 발생되는데, 이 역기전압(Su, Sw, Sv)각각과 상기 u, v, w코일의 중성점(N)전압을 제1, 제2, 제3비교기(11, 12, 13)로 각각 비교하여 출력하며, 상기 제1, 제2, 제3비교기(11, 12, 13)의 출력신호(Su', Sw', Sv')을 두 개씩 앤드게이트(14, 15, 16)에서 논리곱하여 출력하며, 상기 앤드게이트(14, 15, 16)의 출력을 오아게이트(17)에서 논리합하여 속도검출신호(S3)를 출력한다.
한편, 상기 모터코일(u, w, v)에 전류가 흐르면, 주위의 주착자(1)가 회전하는데, 이때 주착자(1)에 형성된 부착자(2)도 회전함에 의해서, 상기 부착자(2)주변에 설치된 홀소자(20)가 상기 회전하는 부착자(2)의 자기변화를 감지하여 제5도에 도시한 바와같이 감지신호(S1)를 출력하는데, 이 감지신호(S1)는 파형정형부(30)에서 일정레벨이상과 일정레벨이하는 하이레벨로 그외의 경우에는 로우레벨로 파형이 정형하여 출력되는데, 이를 하기에 구체적으로 설명한다.
먼저, 제4a도를 참조하면, 상기 홀소자(20)로부터의 감지신호(S1)는 제4a도에 도시된 파형정형부(30)에 의해서 파형정형되는데, 상기 감지신호(S1)가 먼저 전파정류부(31)에서 전파정류된후 비교기(33)에서 기준전압이상은 하이레벨로, 기준전압이하는 로우레벨로 출력함에 의해서 S2와 같은 신호가 출력된다.
또한, 제4b도를 참조하면, 상기 홀소자(20)로부터의 감지신호(S1)는 제4b도에 도시된 파형정형부(30)에 의해서 파형정형되는데, 상기 감지신호(S1)를 제1비교기(31)가 중심신호보다 큰 제1기준신호와 비교하여 출력함과 동시에, 상기 홀소자(20)로부터의 감지신호(S1)를 제2비교기(33)가 중심신호보다 작은 제2기준신호와 비교하여 출력하며, 상기 제2비교기(33)의 출력전압은 인버터(35)에서 인버팅된다. 그리고, 상기 제1비교기(31)의 출력과 상기 인버터(35)의 출력을 오아게이트(37)에서 논리합함에 의해서 S2와 같은 신호가 출력된다.
상기 파형정형부(30)의 출력신호는 임펄스제거부(40)의 데이타단자 및 클리어단자로 동시에 제공되고, 상기 속도검출부(10)의 출력신호는 임펄스제거부(40)의 클럭단자로 제공됨에 의해서, 상기 임펄스제거부(40)내 제1D형플립를롭(41)은 상기 속도검출부(10)로부터의 출력신호(S3)인 클럭신호의 상승에지에서 상기 파형정형부(30)의 출력신호가 하이레벨인 경우에 출력이 하이레벨로 된후 상기 파형정형부(30)의 출력신호의 하강에지에서 로우레벨로 변화면서 제5도에 도시한 바와같은 신호(S4)가 RS래치(45)로 출력되며, 반면에 상기 임펄스제거부(40)내 제2 D형플립플롭(43)은 상기 속도검출부(10)로부터의 출력신호인 클럭신호(S3)의 하강에지에서 상기 파형정형부(30)의 출력신호가 하이레벨인 경우에 출력이 하이레벨로 된후 상기 파형정형부(30)의 출력신호의 하강에지에서 로우레벨로 변화면서 제5도에 도시한 바와같은 신호(S5)가 RS래치(45)로 출력된다.
상기 RS래치(45)는 상기 제1D형 플립플롭(41)의 출력신호에 의해 세트되고, 상기 제2D형 플립플롭(43)의 출력신호에 의해 리세트됨에 의해서, 제5도에 도시한 바와같이 임펄스가 포함되지 않음을 알 수 있다.
상기한 바와같이, 본 발명에 의해서는 홀소자와 간단한 회로를 추가함으로서, 임펄스의 영향없이 브러시리스 직류모터의 속도검출이 가능하게 되며, 이에따라 브러시리스 직류모터에 대한 정밀 속도제어환경을 구축할 수 있게 하며, 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 것이다.
상술한 바와같은 본 발명에 따르면, 브러시리스(Brushless) 직류모터(DC MOTOR)로 부터의 역기전압을 스위칭 임펄스에 의한 영향없이 검출할 수 있도록함으로써, 모터의 속도제어시 안정된 특성을 얻을 수 있는 특유의 효과가 있는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 일실시예에 대한 설명에 불과하며, 본 발명은 그 구성의 범위내에서 다양한 변경 및 개조가 가능하다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 상기 브러시리스 직류모터의 속도검출회로가 상기 기술한 실시예에 한정되지 않음을 용이하게 알 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 모터코일(U, V, W)에 모터회전자의 회전시 발생되는 역기전압을 u, v, w코일의 중성점(N)전압에 각각 비교하여 출력하는 제1, 제2, 제3비교기(11, 12, 13)와, 상기 비교기(11, 12, 13)의 서로다른 두출력을 각각 논리곱하여 출력하는 제1, 제2, 제3앤드게이트(14, 15, 16)와, 상기 제1, 제2, 제3앤드게이트(14, 15, 16)의 출력을 논리합하여 출력하는 오아게이트(17)로 이루어진 모터의 회전속도검출부(10)를 포함하는 속도검출회로에 있어서, 상기 모터의 주착자 내부에 형성시키데, 상기 주착자 극성길이의 1/3의 관계를 가지며, S극과 N극이 교대로 반복형성된 부착자(2); 상기 부착자의 회전시 부착자의 극성변화에 따른 자기변화를 감지하여 소정의 정형파신호를 출력하는 홀소자(20); 상기 홀소자(20)로부터의 감지신호에 대해 일정레벨이상과 일정레벨이하일 경우에 하이레벨을, 그외의 경우에는 로우레벨을 갖는 파형으로 정형하여 출력하는 파형정형부(30); 상기 속도검출부(10)로부터의 출력신호를 클럭단자로 제공받고, 상기 파형정형부(30)의 출력신호를 데이타단자 및 클리어단자로 제공받는 제1, 제2D형 플립플롭(41, 43)과, 상기 D형 플립플롭(41, 43)의 출력신호를 RS 래치시키는 RS래치(45)로 이루어진 임펄스제거부(40); 로 이루어짐을 특징으로 하는 브러시리스 직류모터의 속도검출회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 파형정형부(30)는 상기 홀소자(20)로부터의 감지신호를 전파정류하는 전파정류부(31)와, 상기 전파정류부(31)로부터의 파형을 설정된 기준전압에 비교하여, 기준전압보다 크면 하이레벨을, 기준레벨보다 작으면 로우레벨을 출력하는 비교기(33)로 구성함을 특징으로 하는 브러시리스 직류모터의 속도검출회로.
  3. 제1항에 있어서, 상기 파형정형부(30)는 상기 홀소자(20)로부터의 감지신호(S1)를 중심신호보다 큰 제1기준신호와 비교하여 출력하는 제1비교기(31)와, 상기 홀소자(20)로부터의 감지신호(S1)를 중심신호보다 작은 제2기준신호와 비교하여 출력하는 제2비교기(33)와, 상기 제2비교기(33)의 출력전압을 인버팅시키는 인버터(35)와, 상기 제1비교기(31)의 출력과 상기 인버터(35)의 출력을 논리합하여 출력하는 오아게이트(37)로 구성함을 특징으로 하는 브러시리스 직류모터의 속도검출회로.
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