KR100583452B1 - Signal generator for controlling rotor location of Brushless DC motor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 BLDC모터의 회전자 위치제어용 신호발생장치에 관한 것으로서, 정현파의 A상, B상, C상 신호를 출력하는 회전자 위치검출소자인 홀 소자로부터 하나의 정현파 상 신호를 제공받아 일정간격으로 상이하게 레벨링된 다수의 기준전압을 이용해 클램핑시키고 상기 기준전압의 수에 따라 상이한 N개의 주파수 펄스를 가진 회전자 위치제어용 신호를 발생시키도록 구현함으로써, 엔코더와 같은 고가의 위치제어신호 발생용 소자를 사용하지 않고도 저렴한 제작비로 손쉽게 모터의 회전자 위치제어용 신호를 발생시킨다.The present invention relates to a signal generator for controlling the position of a rotor of a BLDC motor, and receives one sinusoidal phase signal from a Hall element, which is a rotor position detecting element that outputs the sinusoidal A, B, and C phase signals. An element for generating an expensive position control signal such as an encoder by clamping using a plurality of differently leveled reference voltages and generating a rotor position control signal having N frequency pulses different according to the number of reference voltages. It is easy to generate a signal for controlling the rotor position of the motor at a low cost without using.

BLDC, 모터, 위치, 제어, 펄스BLDC, motor, position, control, pulse

Description

ＢＬＤＣ모터의 회전자 위치제어용 신호발생장치{Signal generator for controlling rotor location of Brushless DC motor}Signal generator for controlling rotor position of BLDC motor

도 1은 본 발명에 따른 BLDC모터의 회전자 위치제어용 신호발생장치를 도시한 도면,1 is a view showing a signal generator for controlling the rotor position of a BLDC motor according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 회로상세도를 예로 들어 도시한 도면,2 is a diagram illustrating a circuit detail diagram according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 위치제어용 클램핑신호를 설명하기 위한 도면,3 is a view for explaining a clamping signal for position control according to the present invention;

도 4는 본 발명의 타이밍도를 예로 들어 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a timing diagram of the present invention as an example.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

110 : 위치제어용 클램핑신호 발생부110: clamping signal generator for position control

120 : 제1하프구간 펄스신호 발생부120: first half section pulse signal generator

130 : 제2하프구간 펄스신호 발생부130: second half section pulse signal generator

140 : 위치제어용 신호출력부140: signal output unit for position control

본 발명은, 엔코더와 같은 고가의 위치제어용 신호발생소자를 사용하지 않고도 저렴한 제작비로 손쉽게 모터의 회전자 위치제어용 신호를 발생시킬 수 있도록 하는, BLDC(Brushless DC)모터의 위치제어용 신호발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a signal generator for position control of a BLDC (Brushless DC) motor, which can easily generate a rotor position control signal of a motor at a low production cost without using an expensive position control signal generator such as an encoder. will be.

일반적으로, BLDC(Brushless DC)모터는 DC 모터에서 정류자(commutator) 역할을 하는 브러시(brush)를 제거하고 DC 모터의 성질은 그대로 유지되도록 고안된 것으로, 그 구성으로는 회전자, 3상 코일(U상 코일, V상 코일, W상 코일)로 이루어진 고정자, 영구 자석으로 이루어진 회전자, 그리고 위치 검출 소자를 포함한다.In general, a brushless DC (BLDC) motor is designed to remove a brush that acts as a commutator in a DC motor and to maintain the properties of the DC motor. The configuration includes a rotor and a three-phase coil (U). A stator composed of a phase coil, a V phase coil, and a W phase coil), a rotor composed of a permanent magnet, and a position detecting element.

이러한 BLDC 모터는 3상 비엘디시 모터의 고정자측 코일의 각 상으로 전류를 흘려주고, 이 전류에 의해 코일에 자계가 발생하도록 하여 회전자를 회전시킨다. 이 때, BLDC 모터는 회전자의 자계의 세기를 검출하고, 검출된 자계의 세기에 따라 코일의 각상에 흐르는 전류의 방향을 전환시키기 위한 스위칭 소자들을 순차적으로 온/오프시킴으로써 회전자가 한쪽 방향으로 계속해서 회전하도록 한다. 즉, BLDC 모터는 브러시를 사용하지 않고, 브러시가 수행하던 회전자의 위치 검출을 회전자의 자계의 세기를 이용하는 홀 소자를 통해 검출하며, 이렇게 검출된 신호를 이용해 BLDC모터 회전자의 위치를 제어하는 소정의 위치제어용 신호를 발생시킨다. The BLDC motor rotates the rotor by flowing a current through each phase of the stator side coil of the three-phase BLD motor and causing a magnetic field to be generated by the current. At this time, the BLDC motor detects the strength of the rotor's magnetic field, and the rotor continues in one direction by sequentially turning on / off switching elements for changing the direction of the current flowing in each phase of the coil according to the detected magnetic field. To rotate. That is, the BLDC motor detects the position of the rotor, which is performed by the brush, through a Hall element using the strength of the magnetic field of the rotor, without using a brush, and controls the position of the BLDC motor rotor using the detected signal. A predetermined position control signal is generated.

이 때, 통상적으로는 포토-엔코더(photo-encoder)와 같은 소자를 사용해 위치제어용 신호를 발생시키는데, 이러한 소자는 비교적 상당히 고가이어서 그에 따라 구현하고자 하는 모터 구동 회로의 제조가격이 상승하며 제작도 그리 용이하지 않은 문제점이 있어 왔다.In this case, a signal for position control is typically generated by using a device such as a photo-encoder, which is relatively expensive, so that the manufacturing price of the motor driving circuit to be implemented is increased and the manufacturing is not easy. There has been a problem that is not easy.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소시키기 위하여 개발된 것으로, 엔코더와 같은 고가의 위치제어용 신호발생소자를 사용하지 않고도 매우 저렴한 제작비로 손쉽게 모터의 회전자 위치를 제어하기 위한 소정의 위치제어용 신호를 발생시키도록 하는, BLDC모터의 회전자 위치제어용 신호발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention was developed to solve the above problems, and generates a predetermined position control signal for easily controlling the rotor position of the motor at a very low production cost without using an expensive position control signal generator such as an encoder. It is an object of the present invention to provide a signal generator for controlling the rotor position of a BLDC motor.

이러한 목적에 따라 본 발명은, 정현파의 A상, B상, C상 신호를 출력하는 회전자 위치검출소자인 홀 소자로부터 하나의 정현파 상 신호를 제공받아 일정간격으로 상이하게 레벨링된 다수의 기준전압을 이용해 클램핑시키고 상기 기준전압의 수에 따라 상이한 N개의 주파수 펄스를 가진 회전자 위치제어용 신호를 발생시키도록 구현함으로써, 엔코더와 같은 고가의 위치제어신호 발생용 소자를 사용하지 않고도 저렴한 제작비로 손쉽게 모터의 회전자 위치제어용 신호를 발생시키고자 한다.In accordance with this object, the present invention provides a plurality of reference voltages leveled differently at predetermined intervals by receiving one sinusoidal phase signal from a Hall element, which is a rotor position detecting element that outputs the sinusoidal A, B, and C phase signals. By clamping and implementing rotor position control signals with N frequency pulses different according to the number of reference voltages, the motor can be easily manufactured at low cost without using expensive position control signal generating elements such as encoders. To generate a signal for the rotor position control of.

이를 위해 본 발명은, BLDC모터에 부착된 홀소자로부터 단위주기동안 입력되는 소정의 상(相) 신호를 상이한 다수의 기준전압레벨을 기준으로 각기 클램핑시켜 양(+)의 제1하프구간과 음(-)의 제2하프구간동안 각기 다수의 위치제어용 클램핑신호를 발생하는 위치제어용 클램핑신호 발생부; To this end, the present invention, by clamping a predetermined phase signal input during the unit period from the Hall element attached to the BLDC motor based on a plurality of different reference voltage levels, respectively, the positive first half period and the negative A position control clamping signal generator for generating a plurality of position control clamping signals respectively during the second half period of (-);

상기 위치제어용 클램핑신호 발생부에서 양(+)의 제1하프구간동안 발생시킨 다수의 위치제어용 클램핑신호를 논리연산하여 상기 양(+)의 제1하프구간동안 소정의 펄스신호를 발생하는 제1하프구간 펄스신호 발생부; A first operation for generating a predetermined pulse signal during the positive first half section by performing a logical operation on a plurality of position control clamping signals generated during the positive first half section by the position control clamping signal generator; A half section pulse signal generator;

상기 위치제어용 클램핑신호 발생부에서 음(-)의 제2하프구간동안 발생시킨 다수의 위치제어용 클램핑신호를 논리연산하여 상기 음(-)의 제2하프구간동안 소정의 펄스신호를 발생하는 제2하프구간 펄스신호 발생부; A second operation for generating a predetermined pulse signal during the negative half period by performing a logical operation on a plurality of position control clamping signals generated during the negative half period by the position control clamping signal generator; A half section pulse signal generator;

상기 제1, 제2하프구간 펄스신호 발생부 각각에서 발생한 펄스신호를 합성해 1회전당 N개의 주파수펄스를 출력하는 위치제어용 신호출력부로 이루어지는, BLDC모터의 회전자 위치제어용 신호발생장치를 개시한다.Disclosed is a signal generator for rotor position control of a BLDC motor, comprising a position control signal output unit for synthesizing pulse signals generated in each of the first and second half section pulse signal generators and outputting N frequency pulses per revolution. .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 BLDC모터의 회전자 위치제어용 신호발생장치를 설명한다.First, the signal generator for controlling the rotor position of a BLDC motor according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.

상기 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 회전자 위치제어용 신호발생장치(100)는, BLDC모터에 부착된 홀소자로부터 단위주기동안 입력되는 소정의 상 신호를 상이한 다수의 기준전압레벨을 기준으로 각기 클램핑시켜 양(+)의 제1하프구간과 음(-)의 제2하프구간동안 각기 다수의 위치제어용 클램핑신호를 발생하는 위치제어용 클램핑신호 발생부(110)와, 상기 위치제어용 클램핑신호 발생부(110)에서 양(+)의 제1하프구간동안 발생시킨 다수의 위치제어용 클램핑신호를 논리연산하여 상기 양(+)의 제1하프구간동안 소정의 펄스신호를 발생하는 제1하프구간 펄스신호 발생부(120)와, 상기 위치제어용 클램핑신호 발생부(110)에서 음(-)의 제2하프구간동안 발생시킨 다수의 위치제어용 클램핑신호를 논리연산하여 상기 음(-)의 제2하프구간동안 소정의 펄스신호를 발생하는 제2하프구간 펄스신호 발생부(130)와, 상기 제1, 제2하프구간 펄스신호 발생부(120, 130) 각각에서 발생한 펄스신호를 합성해 상기 BLDC모터 회전자의 1회전당 N개의 주파수펄스를 출력하는 위치제어용 신호출력부(140)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the signal generator 100 for rotor position control according to the present invention includes a plurality of reference voltage levels different from a predetermined phase signal input during a unit period from a Hall element attached to a BLDC motor. A clamping signal generator 110 for position control, which generates a plurality of clamping signals for position control during each of the positive and negative second half sections by clamping the reference, respectively; The first half generating a predetermined pulse signal during the positive first half section by performing a logical operation on a plurality of position control clamping signals generated during the positive first half section by the signal generator 110. The interval pulse signal generator 120 and the plurality of position control clamping signals generated by the position control clamping signal generator 110 during the second negative half period are logically operated to perform a negative operation. Predetermined pulse scene for 2 half sections A second half section pulse signal generator 130 for generating a pulse signal generated by each of the first and second half section pulse signal generators 120 and 130 by synthesizing a pulse signal per rotation of the BLDC motor rotor. Position control signal output unit 140 for outputting N frequency pulses.

이렇게 이루어진 본 발명에 따른 회전자 위치제어용 신호발생장치는, 먼저 BLDC모터의 회전자 회전에 따라 서로 다른 위상의 A상, B상, C상 신호를 각기 출력하는 홀 소자들 중에서 특정 홀 소자로부터 미리 설정된 단위주기동안 하나의 상 신호를 입력받는다.The signal generator for controlling the position of the rotor according to the present invention having the above-described structure is first prepared in advance from a specific Hall element among Hall elements outputting A phase, B phase, and C phase signals of different phases according to the rotation of the rotor of the BLDC motor. Receive one phase signal during set unit cycle.

그러면, 위치제어용 클램핑신호 발생부(110)는, 입력받은 상 신호를 미리 설정된 다수의 기준전압레벨을 이용해 클램핑시켜 본 발명에 따른 다수의 위치제어용 클램핑신호를 발생한다.Then, the position control clamping signal generation unit 110 generates a plurality of position control clamping signals according to the present invention by clamping the input phase signal using a plurality of preset reference voltage levels.

즉, 본 발명의 위치제어용 클램핑신호 발생부(110)는, 소정의 정현파 상 신호가 입력되면, 입력된 정현파 상 신호를 미리 일정간격으로 레벨링한 다수의 기준전압레벨을 기준으로 각기 클램핑시켜 양(+)의 제1하프구간과 음(-)의 제2하프구간동안 각기 다수의 위치제어용 클램핑신호를 발생한다.That is, when a predetermined sinusoidal phase signal is input, the position control clamping signal generator 110 clamps the input sinusoidal phase signal based on a plurality of reference voltage levels leveled at a predetermined interval in advance. A plurality of position control clamping signals are respectively generated during the first half period of +) and the second half period of negative (-).

그런 후, 제1하프구간 펄스신호 발생부(120)는, 상기 위치제어용 클램핑신호 발생부(110)에서 양(+)의 제1하프구간동안 발생시킨 다수의 위치제어용 클램핑신호를 논리연산하여 상기 양(+)의 제1하프구간동안 믹싱된 하나의 펄스신호를 발생하고, 제2하프구간 펄스신호 발생부(130)는 상기 위치제어용 클램핑신호 발생부(110)에서 음(-)의 제2하프구간동안 발생시킨 다수의 위치제어용 클램핑신호를 논리연산하여 상기 음(-)의 제2하프구간동안 믹싱된 하나의 펄스신호를 각기 발생한다.Thereafter, the first half section pulse signal generator 120 performs a logical operation on the plurality of position control clamping signals generated by the position control clamping signal generator 110 during a positive first half section. One pulse signal mixed during the first positive half period is generated, and the second half period pulse signal generator 130 generates a negative second in the position control clamping signal generator 110. A plurality of position control clamping signals generated during the half section are logically operated to generate one mixed pulse signal during the negative second half section.

그러면, 마지막으로 위치제어용 신호출력부(140)는, 상기 제1, 제2하프구간 펄스신호 발생부(120, 130) 각각에서 발생한 펄스신호를 합성해 N개의 주파수펄스를 가진 위치제어용 신호를 BLDC모터 위치제어기로 출력하는데, 이 때 출력되는 위치검출용 신호의 주파수펄스 수는 기준전압의 수에 따라 상이하며, 그 결과 BLDC모 터 위치제어기는 이러한 위치제어용 신호를 이용해 회전자의 상대적인 위치를 알 수 있게 되어 모터의 위치를 원하는 위치로 이동시킬 수 있는 제어가 가능하게 된다.Then, the position control signal output unit 140 synthesizes the pulse signals generated by each of the first and second half-section pulse signal generators 120 and 130 to BLDC the position control signal having N frequency pulses. The number of frequency pulses of the position detection signal is different depending on the number of reference voltages. As a result, the BLDC motor position controller uses the position control signal to know the relative position of the rotor. This enables the control to move the position of the motor to the desired position.

이와 같이, 본 발명에 따른 BLDC모터의 회전자 위치제어용 신호발생장치는 A상, B상, C상 신호를 출력하는 회전자 위치검출소자인 홀 소자로부터 하나의 상 신호를 제공받아 일정간격으로 상이하게 레벨링된 다수의 기준전압을 이용해 클램핑시키고 기준전압의 수에 따라 상이한 N개의 주파수 펄스를 가진 위치제어용 신호를 발생시킴으로써, 엔코더와 같은 고가의 위치제어용 신호발생소자를 사용하지 않고도 저렴한 제작비로 손쉽게 모터의 회전자 위치제어용 신호를 발생시킬 수 있게 된다.As described above, the signal generator for controlling the position of the rotor of the BLDC motor according to the present invention receives one phase signal from a Hall element, which is a rotor position detecting element for outputting the A phase, B phase, and C phase signals, and the phase signals are different at regular intervals. Clamping using multiple leveled reference voltages and generating position control signals with N frequency pulses different according to the number of reference voltages makes it possible to easily operate motors at low cost without using expensive position control signal generators such as encoders. It is possible to generate a signal for controlling the position of the rotor.

다음, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 회로상세도를 예로 들어 설명한다.Next, a circuit detail diagram according to the present invention will be described with reference to FIG. 2.

상기 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 회로상세도는, 상기 위치제어용 클램핑신호 발생부(100)가, BLDC모터에 부착된 홀소자로부터 단위주기동안 소정의 상 신호를 각기 입력받아 일정간격으로 미리 레벨링된 상이한 다수의 기준전압레벨과 비교하여 양(+)의 제1하프구간과 음(-)의 제2하프구간동안 다수의 위치제어용 클램핑신호를 각기 발생하는, 다수의 비교기(111, 112, 113, 114)를 포함한다.As shown in FIG. 2, in the circuit detail diagram according to the present invention, the position control clamping signal generator 100 receives a predetermined phase signal for a unit period from a Hall element attached to a BLDC motor for a predetermined period. A plurality of comparators 111 for generating a plurality of position control clamping signals, respectively, during a positive first half section and a negative second half section compared to a plurality of different reference voltage levels previously leveled at intervals. , 112, 113, 114).

그리고, 제1하프구간 펄스신호 발생부는 상기 위치제어용 클램핑신호 발생부에서 양(+)의 제1하프구간동안 발생시킨 다수의 위치제엉용 클램핑신호를 배타적 논리합 연산을 통해 믹싱하여 양(+)의 제1하프구간동안 하나의 단일 펄스신호를 발 생하는 제1배타적 논리합게이트(120-1)를 포함하여 이루어지고, 제2하프구간 펄스신호 발생부는 위치제어용 클램핑신호 발생부에서 음(-)의 제2하프구간동안 발생시킨 다수의 위치제어용 클램핑신호를 동일한 방식으로 배타적 논리합 연산을 통해 믹싱하여 음(-)의 제2하프구간동안 하나의 단일 펄스신호를 발생하는 제2배타적 논리합게이트(130-1)를 포함하여 이루어진다.The first half section pulse signal generation unit mixes a plurality of position jinging clamping signals generated during the positive first half section by the position control clamping signal generation unit through an exclusive logical sum operation to add a positive number. And a first exclusive logic sum gate (120-1) for generating one single pulse signal during the first half section, and the second half section pulse signal generator comprises a negative (-) in the clamping signal generator for position control. The second exclusive logical sum gate 130- which generates a single pulse signal during the negative second half period by mixing a plurality of position control clamping signals generated during the second half interval through an exclusive OR operation in the same manner. 1) is made including.

이렇게 이루어진 본 발명에 따른 회로상세도에서, 다수의 비교기(111, 112, 113, 114) 각각은, BLDC모터에 부착된 홀소자로부터 단위주기동안 소정의 상 신호를 입력받아 일정간격으로 미리 레벨링되어 주기적으로 출력되는 자신의 기준전압레벨과 비교하여 양(+)의 제1하프구간과 음(-)의 제2하프구간동안 다수의 위치제어용 클램핑신호를 각기 발생한다.In the detailed circuit diagram according to the present invention, each of the plurality of comparators 111, 112, 113, and 114 is pre-leveled at predetermined intervals by receiving a predetermined phase signal for a unit period from a Hall element attached to the BLDC motor. A plurality of position control clamping signals are respectively generated during the positive first half period and the negative second half period, compared to their reference voltage levels periodically output.

그러면, 제1하프구간 펄스신호 발생부는 제1배타적 논리합게이트(120-1)를 이용하여 상기 위치제어용 클램핑신호 발생부에서 양(+)의 제1하프구간동안 발생시킨 다수의 위치제어용 클램핑신호를 배타적 논리합 연산을 통해 믹싱하여 양(+)의 제1하프구간동안 하나의 단일 펄스신호를 발생하고, 제2하프구간 펄스신호 발생부의 제2배타적 논리합게이트(130-1)는 위치제어용 클램핑신호 발생부에서 음(-)의 제2하프구간동안 발생시킨 다수의 위치제어용 클램핑신호를 동일한 방식으로 배타적 논리합 연산을 통해 믹싱하여 음(-)의 제2하프구간동안 하나의 단일 펄스신호를 각기 발생하여 위치제어용 신호출력부로 출력하는데, 이렇게 출력된 펄스신호는 위치제어용 신호출력부에서 합성되어 BLDC모터의 회전자 위치제어용 신호발생시에 이용된다. Then, the first half section pulse signal generator generates a plurality of position control clamping signals generated during the positive first half section by the position control clamping signal generator using the first exclusive logic sum gate 120-1. Mixing through an exclusive OR operation generates one single pulse signal during the positive first half period, and the second exclusive logical sum gate 130-1 of the second half interval pulse signal generator generates the clamping signal for position control. Negative mixing of multiple positioning control clamping signals generated during the negative second half period through the exclusive OR operation in the same manner generates one single pulse signal during the negative second half interval, respectively. Output to the position control signal output unit, the output pulse signal is synthesized in the position control signal output unit is used when generating the rotor position control signal of the BLDC motor.

전술한 본 발명에 따른 회로상세도는 하나의 일실시예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 얼마든지 다양한 변형이 가능하다.The above-described circuit detail according to the present invention is only one embodiment, and various modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention.

다음, 도 3을 참조하여 본 발명에 사용되는 위치제어용 클램핑신호에 대해 좀 더 상세히 설명한다.Next, the clamping signal for position control used in the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 3.

본 발명에 따른 위치검출보조용 클램핑신호는, BLDC모터의 회전자 회전에 따라 서로 다른 위상의 A상, B상, C상 신호를 각기 출력하는 홀 소자들 중에서 특정 홀 소자로부터 미리 설정된 단위주기동안 정현파 상 신호를 입력받아서, 대칭적으로 미리 설정된 제+1, +2, +3 , ... , -3, -2, -1기준전압과 같은 다수의 기준전압레벨을 이용해 클램핑시켜 형성된 것이다. The position detecting auxiliary clamping signal according to the present invention is performed during a predetermined unit period from a specific Hall element among Hall elements outputting A phase, B phase and C phase signals of different phases according to the rotation of the rotor of the BLDC motor. It is formed by receiving a sinusoidal phase signal and clamping a plurality of reference voltage levels such as symmetrical preset +1, +2, +3, ..., -3, -2, -1 reference voltages.

예컨대, 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 제+1, +2, +3 , ... , -3, -2, -1기준전압과 같은 다수의 기준전압을 일정간격으로 미리 레벨링시킨 상태에서, BLDC모터의 회전자 회전에 따라 서로 다른 위상의 A상, B상, C상 신호를 각기 출력하는 홀 소자들 중에서 소정의 홀 소자로부터 미리 설정된 단위주기동안 A상의 정현파 상 신호가 입력되면, 입력된 A상의 정현파 상 신호를 상기 상이한 기준전압으로 각기 클램핑시킴으로써 양(+)의 제1하프구간과 음(-)의 제2하프구간동안 각기 다수의 위치제어용 클램핑신호를 발생하는데, 이러한 위치제어용 클램핑신호는 본 발명의 모터위치제어용 신호를 발생시킬 때 베이스가 되는 신호로서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 레벨링정도는 얼마든지 다양한 변형이 가능하다. For example, as shown in FIG. 3, a plurality of reference voltages such as +1, +2, +3, ..., -3, -2, -1 reference voltages are pre-leveled at predetermined intervals. When the sinusoidal phase signal of the A phase is input for a predetermined unit period from a predetermined Hall element among the Hall elements that output A, B, and C phase signals of different phases according to the rotation of the rotor of the BLDC motor, A plurality of position control clamping signals are generated during the positive first half period and the negative second half period by clamping the sinusoidal phase signals of the A phases to the different reference voltages, respectively. The signal is a base signal when generating the motor position control signal of the present invention, and the leveling degree can be variously modified within a range without departing from the technical idea of the present invention.

마지막으로, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 타이밍도를 설명하는데, 여기서 레벨링은 4로 즉, 기준전압을 1,2,3,4로 일정간격을 두고 상이하게 구분되는 4 개의 기준전압을 설정한 것을 예로 들어 설명한다. Finally, a timing diagram according to the present invention will be described with reference to FIG. 4, wherein the leveling is set to four, that is, four reference voltages which are differently divided at regular intervals with reference voltages 1,2,3,4 are set. One example is described.

상기 도 4에 도시된 바와 같이, 우선, 본 발명은, BLDC모터의 회전자 회전에 따라 서로 다른 위상의 A상, B상, C상 신호를 각기 출력하는 홀 소자들 중에서 특정 홀 소자로부터 미리 설정된 단위주기동안 하나의 상 신호를 입력받는데, 여기서는 A상 신호를 입력받는 것으로 한다.As shown in FIG. 4, first, the present invention is previously set from a specific Hall element among Hall elements which output A phase, B phase, and C phase signals of different phases according to the rotation of the rotor of the BLDC motor. One phase signal is input during the unit cycle. Here, the A phase signal is input.

다음, 이렇게 입력받은 A상 신호를 본 발명에서는 미리 설정된 다수의 기준전압레벨을 이용해 클램핑시켜 본 발명에 따른 다수의 위치제어용 클램핑신호를 발생한다.Next, in the present invention, the input A-phase signal is clamped using a plurality of preset reference voltage levels to generate a plurality of position control clamping signals according to the present invention.

즉, 정현파 A상 신호가 입력되면, 입력된 A상 신호를 미리 일정간격으로 레벨링한 다수의 기준전압레벨을 기준으로 각기 클램핑시켜 양(+)의 제1하프구간과 음(-)의 제2하프구간동안 각기 두 개의 위치제어용 클램핑신호(A,B)(D,E)를 발생한다.That is, when the sinusoidal A-phase signal is input, each of the input A-phase signals is clamped based on a plurality of reference voltage levels leveled at predetermined intervals in advance, so that the positive first half interval and the negative second are negative. Two position control clamping signals (A, B) (D, E) are generated during the half section.

그런 후, 양(+)의 제1하프구간동안 발생시킨 다수의 위치제어용 클램핑신호(A, B)를 논리연산하여 상기 양(+)의 제1하프구간동안 소정의 펄스신호(C)를 생성하고, 음(-)의 제2하프구간동안 발생시킨 다수의 위치제어용 클램핑신호(D, E)를 논리연산하여 상기 음(-)의 제2하프구간동안 소정의 펄스신호(F)를 각기 생성한다.Thereafter, a plurality of position control clamping signals A and B generated during the first positive half period are logically operated to generate a predetermined pulse signal C during the positive first half period. And a plurality of position control clamping signals D and E generated during the negative second half section to generate a predetermined pulse signal F during the negative second half section, respectively. do.

마지막으로, 이렇게 생성된 양(+)과 음(-) 두 구간의 펄스신호를 합성해 N개의 주파수펄스를 가진 위치제어용 신호(G)를 BLDC모터 위치제어기로 출력하는데, 이 때 출력되는 위치제어용 신호의 주파수펄스 수는 기준전압의 수에 따라 N개, N-1개, N+1개, ,,, 등으로 상이하며, BLDC모터 위치제어기는 이러한 주파수 펄스 수 가 상이한 위치제어용 신호를 이용해 회전자의 위치를 원하는 위치로 조절하는 것이 가능한데, 여기서는 모터의 1회전당 4개의 주파수 펄스를 가진 신호가 출력되는 것으로 설정한 양태가 도시되어 있으며, 이러한 양태는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 얼마든지 다양한 변형이 가능하다.Finally, the pulse signal of two positive and negative sections is synthesized and the position control signal G having N frequency pulses is output to the BLDC motor position controller. The number of frequency pulses of the signal is different from N, N-1, N + 1, ,, etc. according to the number of reference voltages, and the BLDC motor position controller uses the position control signal with different frequency pulses. It is possible to adjust the position of the former to a desired position, in which an aspect in which a signal having four frequency pulses per one revolution of the motor is outputted is shown, which aspect is within the scope of the present invention. Many variations are possible.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 BLDC모터의 회전자 위치검출장치는, 정현파의 A상, B상, C상 신호를 출력하는 회전자 위치검출소자인 홀 소자로부터 하나의 정현파 상 신호를 제공받아 일정간격으로 상이하게 레벨링된 다수의 기준전압을 이용해 클램핑시키고 상기 기준전압의 수에 따라 상이한 N개의 주파수 펄스를 가진 회전자 위치제어용 신호를 발생시키도록 구현함으로써, 엔코더와 같은 고가의 위치제어신호 발생용 소자를 사용하지 않고도 저렴한 제작비로 손쉽게 모터의 회전자 위치제어용 신호를 발생시킬 수 있는 효과가 있다.As described above in detail, the rotor position detection apparatus of the BLDC motor according to the present invention is configured to output one sinusoidal phase signal from a Hall element which is a rotor position detection element that outputs the sinusoidal A, B, and C phase signals. Expensive position control such as encoder by providing clamping using a plurality of reference voltages leveled at different intervals and generating a rotor position control signal having N frequency pulses different according to the number of reference voltages. There is an effect that can easily generate a signal for controlling the rotor position of the motor at a low manufacturing cost without using a signal generating device.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다Although the invention has been described in detail only with respect to the specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the invention, and such modifications and variations belong to the appended claims.

Claims (4)

BLDC모터에 부착된 홀소자로부터 단위주기동안 입력되는 소정의 상(相) 신호를 상이한 다수의 기준전압레벨을 기준으로 각기 클램핑시켜 양(+)의 제1하프구간과 음(-)의 제2하프구간동안 각기 다수의 위치제어용 클램핑신호를 발생하는 위치제어용 클램핑신호 발생부; A predetermined phase signal input during a unit period from a Hall element attached to a BLDC motor is clamped based on a plurality of different reference voltage levels, respectively, so that a positive first half period and a negative second A position control clamping signal generator for generating a plurality of position control clamping signals during the half section; 상기 위치제어용 클램핑신호 발생부에서 양(+)의 제1하프구간동안 발생시킨 다수의 위치제어용 클램핑신호를 논리연산하여 상기 양(+)의 제1하프구간동안 소정의 펄스신호를 발생하는 제1하프구간 펄스신호 발생부; A first operation for generating a predetermined pulse signal during the positive first half section by performing a logical operation on a plurality of position control clamping signals generated during the positive first half section by the position control clamping signal generator; A half section pulse signal generator; 상기 위치제어용 클램핑신호 발생부에서 음(-)의 제2하프구간동안 발생시킨 다수의 위치제어용 클램핑신호를 논리연산하여 상기 음(-)의 제2하프구간동안 소정의 펄스신호를 발생하는 제2하프구간 펄스신호 발생부; A second operation for generating a predetermined pulse signal during the negative half period by performing a logical operation on a plurality of position control clamping signals generated during the negative half period by the position control clamping signal generator; A half section pulse signal generator; 상기 제1, 제2하프구간 펄스신호 발생부 각각에서 발생한 펄스신호를 합성해 1회전당 N개의 주파수펄스를 출력하는 위치제어용 신호출력부로 이루어지는, BLDC모터의 회전자 위치제어용 신호발생장치.And a position control signal output section for synthesizing the pulse signals generated by each of the first and second half section pulse signal generators and outputting N frequency pulses per revolution. 제 1 항에 있어서, 상기 위치제어용 클램핑신호 발생부는;The method of claim 1, wherein the clamping signal generator for position control; BLDC모터에 부착된 홀소자로부터 단위주기동안 소정의 상 신호를 각기 입력받아 미리 설정된 상이한 다수의 기준전압레벨과 비교하여 양(+)의 제1하프구간과 음(-)의 제2하프구간동안 다수의 위치제어용 클램핑신호를 각기 발생하는, 다수의 비교기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, BLDC모터의 회전자 위치제어용 신호발생장치.Receives a predetermined phase signal from the Hall element attached to the BLDC motor for a predetermined period and compares it with a plurality of preset different reference voltage levels for a positive first half period and a negative second half period. A signal generator for rotor position control of a BLDC motor, characterized in that it comprises a plurality of comparators, each generating a plurality of clamping signals for position control. 제 1 항에 있어서, 상기 제1하프구간 펄스신호 발생부는;The pulse signal generator of claim 1, wherein the first half-period pulse signal generator comprises: a first half interval pulse signal generator; 상기 위치제어용 클램핑신호 발생부에서 양(+)의 제1하프구간동안 발생시킨 다수의 위치제어용 클램핑신호를 배타적 논리합 연산을 통해 소정의 제1하프펄스신호를 발생하는 제1배타적 논리합게이트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, BLDC모터의 회전자 위치제어용 신호발생장치.And a first exclusive logic sum gate that generates a predetermined first half pulse signal through an exclusive OR operation on the plurality of position control clamping signals generated during the positive first half period by the position control clamping signal generator. A signal generator for rotor position control of a BLDC motor, characterized in that consisting of. 제 1 항에 있어서, 상기 제2하프구간 펄스신호 발생부는;The pulse signal generator of claim 1, wherein the second half section pulse signal generator comprises: a second half interval pulse signal generator; 상기 위치검출보조용 클램핑신호 발생부에서 음(+)의 제2하프구간동안 발생시킨 다수의 위치검출보조용 클램핑신호를 배타적 논리합 연산을 통해 소정의 제2하프펄스신호를 발생하는 제2배타적 논리합게이트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, BLDC모터의 회전자 위치제어용 신호발생장치.A second exclusive logical sum that generates a predetermined second half pulse signal through an exclusive OR operation on the plurality of position detecting auxiliary clamping signals generated during the negative second half section by the position detecting auxiliary clamping signal generator; A signal generator for rotor position control of a BLDC motor, characterized in that it comprises a gate.
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