KR100645304B1

KR100645304B1 - 무 브러시 다상 ｄｃ 모터의 회전 각도 검출 장치 및 구동 시스템과 위치 판정 방법

Info

Publication number: KR100645304B1
Application number: KR1020007003315A
Authority: KR
Inventors: 반하우트헨리쿠스엠; 가레마카타리누스티
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1998-07-31
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2006-11-13
Also published as: WO2000008745A1; CN1127799C; US6204617B1; EP1042859A1; CN1287708A; JP2002523006A; KR20010030759A

Abstract

본 발명에 따른 장치는 무 브러시 다상 DC 모터(brushless multi-phase d.c. motor)의 고정자(stator)에 대한 회전자(rotor)의 회전 각도를 검출한다. 회전자는 영구 자석으로 이루어지고 고정자는 복수의 전기 권선(electrical windings)으로 구성된다. 작동 중에, 회전자를 구동시키기 위해 전기 구동 신호를 권선에 인가한다. 장치는 회전자가 회전하지 않는 동안 권선에 펄스형 전기 테스트 신호를 인가하는 구동 수단을 포함한다. 또한, 장치는 테스트 신호에 응답하여 모터에 의해 생성된 플라이백 펄스를 검출하기 위한 측정 회로를 포함한다. 장치는 또한 회전 각도를 결정하기 위해 검출된 플라이백 펄스의 지속 시간을 조합하여 처리하는 처리 유닛을 구비한다. 이와 같이 결정된 회전 각도를 근거로, 모터는 회전자가 사전 결정된 회전 방향으로 회전을 시작하도록 시동될 수 있다.

Description

무 브러시 다상 ＤＣ 모터의 회전 각도 검출 장치 및 구동 시스템과 위치 판정 방법{DEVICE FOR THE DETECTION OF AN ANGLE OF ROTATION OF A BRUSHLESS MULTI-PHASE D.C. MOTOR}

본 발명은 무 브러시 다상 DC 모터(brushless multi-phase d.c. motor)의 고정자(stator)에 대한 회전자(rotor)의 회전 각도 검출 장치에 관한 것으로, 회전자는 영구 자석을 포함하고 고정자는 작동 시에, 회전자를 구동하기 위해 전기 구동 신호를 인가하는 다수의 전기 권선(electrical windings)을 포함하는데, 이 장치는 회전자가 회전하지 않는 동안에 권선에 전기 테스트 펄스를 인가하는 구동 수단을 구비한다.

또한, 본 발명은 다상 DC 모터와 회전 각도 검출 장치를 포함하는 구동 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 구동 시스템을 포함하는 디스크 드라이브와 테이프 스트리머(tape streamer)에 관한 것이다.

이러한 타입의 종래 장치는 특히 US 5,117,165에 공지되어 있다. 이러한 알려진 장치에서는, 정지 기간 동안 단기간의 상호 상반된 극성의 전류 펄스가 모터 고정자의 각 권선에 인가된다. 또한, 각각의 권선에서 전류의 상승은 전류-전압 변환기로 작용하는 직렬 저항을 사용하여 측정하게 된다. 이러한 방법으로, n-상의 DC 모터의 경우에, 2n개의 전압이 측정된다. 측정된 각각의 전류는 고정자 권선에 대한 회전자의 위치에 의존하는 것으로 확인되었다. 권선을 통과하여 2n개의 측정된 전류를 사용하여, 고정자 권선에 대한 회전자의 위치를 180˚/n의 정확도로 결정할 수 있다. 그 후에, 그 자체로도 잘 알려져 있는 방법으로, 고정자에 대한 회전자의 회전 각도에 관한 정보를 사용하여, 미리 설정된 방향으로 직접 회전을 시작하는 방식으로 모터를 시동할 수 있다. 판독 헤드(read head) 및 기록 헤드(write head)의 손상을 방지하기 위해서 다상 DC 모터가 특정 유형의 디스크 드라이버에서 사용되는 경우에, 이것은 매우 중요하다. 다상 DC 모터가 테이프 스트리머에서 사용되는 경우, 테이프의 저장 용량을 최적으로 사용하기 위해서도 이것은 매우 중요하다.

알려진 장치의 단점은, 제각기의 권선에 대해 직렬로 배치된 전류-전압 변환기를 사용하여 권선 내의 전류 상승을 모니터링한다는 점이다. 그 결과로, 비교적 다량의 전력이 전류-전압 변환기에서 손실된다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 가능한 실시예,

도 2는 장치가 다상 DC 모터를 구동할 때, 도 1에 도시된 장치의 동작을 나타내는 표,

도 3은 도 1에 도시된 장치에 의해 연속적으로 모터에 인가되는 구동 신호에 대한 개략적인 설명,

도 4는 모터가 구동될 때 도 1에 도시된 장치의 동작을 나타내는 다수의 도표,

도 5는 정지해 있는 동안에 모터의 고정자에 대한 회전자의 각도를 결정하기 위해 도 1에 도시된 장치가 사용될 경우에 해당 장치의 동작을 나타내기 위한 다수의 도표,

도 6은 정지해 있는 동안에 모터의 고정자에 대한 회전자의 각도를 결정하기 위해 도 1에 도시된 장치가 사용될 경우에 해당 장치의 동작을 나타내기 위한 다수의 도표,

도 7은 고정자와 회전자 사이의 회전 각도에 의존하는 권선으로부터의 플라이백 펄스의 폭 편차를 나타내는 도표,

도 8은 도 1에 도시된 장치 개발에 따라 가능한 변경예,

도 9는 고정자에 대한 회전자의 회전 각도를 결정하기 위한 도 1에 도시된 장치의 다른 동작 방법을 나타내는 다수의 도표,

도 10은 본 발명에 따른 장치를 포함하는 디스크 드라이브,

도 11은 본 발명에 따른 장치를 포함하는 테이프 스트리머.

따라서, 본 발명의 목적은 이러한 결점을 극복하기 위한 해결 방법을 제공하는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 장치는 테스트 펄스에 응답하여 모터에 의해 생성된 플라이백 펄스를 검출하는 측정 회로와, 상기 회전 각도를 결정하기 위해 검출된 플라이백 펄스의 지속 시간을 조합하여 처리하는 처리 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

플라이백 펄스 검출은 각각의 권선과 직렬로 배열된 전류-전압 변환기 없이도 수행될 수 있다. 플라이백 펄스의 지속 시간 등과 같은, 플라이백 펄스의 폭은 각 권선의 자기 유도(self-induction)에 의존하는 것으로 보인다. 또한, 권선의 자기 유도는 각 권선에 대한 회전자의 회전 각도에 의존한다. 그 결과로, 상기 회전 각도는 검출된 플라이백 펄스의 측정된 지속 시간을 이용하여 결정될 수 있다. 알려진 장치의 경우와는 반대로, 플라이백 펄스의 검출은 측정이 테스트 펄스가 존재하지 않는 순간에 실행된다는 것을 의미한다. 다시 말해, 본 발명에 따르면 권선의 자기 유도 브레이크다운(breakdown)이 측정되는 반면에, 알려진 장치에서는 권선의 자기 유도 상승이 측정된다.

본 발명에 따른 장치의 또 다른 장점은, 장치에 의해 처리되는 신호 성질의 관점에서, 처리 유닛이 매우 단순하여 마이크로프로세서를 사용할 필요가 없다는 것이다.

특히, 각 권선이 자기 고정자(magnetic stator)에 대하여 남극 배향을 갖는지 북극 배향을 갖는지 여부를 결정한다. 이러한 정보로 고정자 즉, 고정자 권선에 대한 회전자의 회전 각도를 결정할 수 있다.

특히, 구동 수단은 회전자를 회전시키기 위해 정해진 순서로 모터의 권선에 구동 신호를 순환적으로 인가하도록 적응된다.

따라서, 구동 수단은 이중 기능을 갖는 것이 바람직하다. 모터의 회전을 제어하고, 모터가 정지해 있는 동안 고정자에 대한 회전자의 회전 각도를 결정하기 위하여 구동 수단을 사용할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 장치는 구동 수단이 테스트 펄스와 구동 신호를 생성하기 위해 복수의 스위칭 소자를 포함하고, 구동 수단이 구동 신호를 생성하는 주기 동안에 상기 스위칭 소자가 개방 상태에 있을 때, 구동 수단의 스위칭 소자 양단의 전압을 모니터링하는 상기 측정 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 경우에, 이것은 측정 회로가 이중 기능을 보유한다는 것을 의미한다. 모터가 회전하는 동안에는, 스위칭 소자 양단의 전압을 모니터링하기 위해서 측정 회로를 사용하고, 모터가 정지해 있는 동안에는, 고정자에 대한 회전자의 각도를 결정하기 위해서 또한 측정 회로를 사용한다.

특히, 구동 수단은 테스트 펄스를 각 권선에 인가하도록 적응된다. 이렇게 하면, 최적의 정확도로 회전 각도를 결정할 수 있다. 바람직하게는, 서로 상이한 극성을 갖는 2개의 테스트 펄스를 각 권선에 인가한다. 사용 중에 상이한 모터 위상으로 구성되는 적어도 2개의 권선을 보유하는 DC 모터인 n-상의 DC 모터의 경우, 그 회전 각도는 180˚/n의 정확도로 결정될 수 있다.

매우 실용적인 실시예의 경우, 본 발명에 따른 장치는 서로 상이한 위상으로 배열된 3개의 권선(n=3)을 갖는 모터에 적응되고, 이 장치는 회전 각도 결정을 위해 작동 시에, 6개의 플라이백 펄스를 검출하기 위한 3개의 사이클로 구성되는 측정 프로세스를 수행하는데, 제 1 극성의 제 1 테스트 펄스는 제 1 사이클 중에 제 1 권선 쌍에 인가되고, 제 1 테스트 펄스에 응답하여 생성된 플라이백 펄스가 검출되며, 제 1 극성에 상반되는 제 2 극성의 제 2 테스트 펄스는 제 1 권선 쌍에 인가되고, 제 2 테스트 펄스에 응답하여 생성된 플라이백 펄스가 검출되며, 제 1 사이클이 제 2 사이클 및 제 3 사이클 중에 각각 제 2 권선 쌍과 제 3 권선 쌍에 대하여 반복되는데, 각각의 제 1 권선 쌍, 제 2 권선 쌍 및 제 3 권선 쌍은 서로 상이하다.

특히, 처리 유닛은 각 단계에서 측정되는 2개의 플라이백 펄스의 지속 시간차이를 측정할 수 있다. 이것은 결국 시간상으로 3개의 지속 시간차만이 검출된다는 것을 의미한다. 이러한 시간차는 간단하게 업-다운 카운터(up-down counter)를 사용하여 결정할 수 있다. 업-다운 카운터는 제 1 테스트 펄스에 응답하여 플라이백 펄스가 존재하는 동안에 클록의 펄스를 카운트하고, 그 후에 제 2 테스트 펄스에 응답하여 플라이백 펄스가 존재하는 동안에 클록 신호를 카운트다운한다. 이러한 방법으로, 카운터는 결국 상기 2개의 플라이백 펄스 사이의 지속 시간차를 나타낸다. 그러므로, 구동 수단이 모터를 회전시킬 수 있도록 즉, 모터가 미리 설정한 위치에서 직접적으로 회전을 시작하도록 시동되는 조건을 결정하기 위해서, 검출된 3개의 지속 시간차를 직접 구동 수단에 인가할 수 있다.

따라서, 처리 유닛은 마이크로프로세서를 사용하지 않고도, 업-다운 카운터를 사용하여 간단하게 구현될 수 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1에서 구동 펄스 및 테스트 펄스를 포함하는 구동 신호를 3상 무 브러시 DC 모터(8)에 공급하기 위한 장치를 참조 부호 1로 나타낸다. 권선(2, 4, 6)은 모터의 고정자(9)의 일부를 형성한다. 또한, 모터(8)는 도 1에 개략적으로 도시된 회전자(10)를 구비한다. 회전자(10)는 북극(north pole)이 사선으로 표시된 영구 자석을 포함한다. 남극(south pole)은 사선으로 표시되지 않았다.

모터(8)의 고정자의 권선(2, 4, 6)에는, 모터의 자기 회전자가 회전을 시작하면 적어도 하나의 권선에는 정해진 자유 기간(free period) 동안 구동 신호가 공급되지 않는 방식으로, 정해진 순서로 구동 신호가 순환형으로 공급된다. 본 실시예에서, 정해진 자유 기간 동안에 구동 신호에 의해 3개의 권선 전부에 에너지가 공급되는 것이 아니고, 즉 동시적이 아니라 순환형으로 공급된다.

상술된 방법으로, 장치(1)는 모터(8)의 권선(2, 4, 6)에 구동 신호를 인가하기 위한 구동 수단(11)을 포함한다. 본 실시예에서, 구동 수단(11)은 다상 인버터(multi-phase inverter)(11)의 형태를 취한다. 다상 인버터(11)에 의해 생성된 구동 신호는 모터를 구동하기 위해 라인(12, 14, 16)을 통해 모터(8)의 권선(2, 4, 6)에 인가된다. 본 실시예에 따르면 3상 DC 모터가 구동되기 때문에, 본 실시예에서의 다상 인버터(11)는 3상 인버터이다. 본 실시예에서, 다상 인버터(11)는 전원 공급 회로(18)와 시퀀서(sequencer)(20)를 포함한다. 시퀀서(20)는 모터를 구동하기 위해서 라인(22.1~22.6)을 통해 전원 공급 회로(18)가 순차적으로 즉, 정해진 순환적인 순서로 권선(2, 4, 6)에 구동 신호를 공급하는 방식으로, 순차적으로 전원 공급 회로를 구동한다. 전원 공급 회로(18)는 통상적인 하나의 삼중 반 H 브리지(triple half H bridge)로 구성된다. 전원 공급 회로(18)는 전원 라인(26)과 제로 전위(zero potential)(28) 사이에 배열되는 3개의 직렬 접속 전류 경로(24, 24', 24")를 구비한다. 본 실시예에서, 전원 전압(V₀)은 전원 라인(26)에 인가되고, 제로 전위 라인은 접지된다.

각 전류 경로(24, 24', 24")는 트랜지스터(30, 32; 30', 32'; 30", 32")형의 2개의 직렬 접속 스위칭 소자로 구성된다. 트랜지스터(30, 30', 30", 32, 32', 32")는, 예를 들면, 그 자체로도 알려진 FET나, 그 이외의 알려진 스위칭 소자로 각각 이루어진다. 또한, 각 스위칭 소자(30, 30', 30", 32, 32', 32")는 각각 연관된 플라이백 다이오드(flyback diode)(34, 34', 34", 36, 36', 36")를 구비한다. 각각의 플라이백 다이오드는 각각의 스위칭 소자와 반 병렬(anti-parallel)식으로 배치된다. 각 플라이백 다이오드는 병렬로 배치되는 스위칭 소자의 기생 다이오드(parasitic diode)가 될 수 있다. 플라이백 다이오드는 권선의 자유 기간 동안에 역 기전력 전압(back emf voltage)에 의해 권선 내에 생성되는 플라이백 신호를 배출할 수 있다. 전원 라인(12, 14, 16)은 스위칭 소자(30, 32; 30', 32'; 30", 32") 사이에 있는 각각의 노드(A, B, C)에 접속된다.

모터를 재차 도시하는 도 2의 표 및 도 3을 참조하여 더 상세하게 전원 공급 회로(18)의 동작을 설명한다. 권선(2, 4, 6)의 단자는 도 3의 노드(A, B, C)로 표시되고, 도 1 및 도 2에서는 노드(A, B, C)에 대응된다. 일반적으로, 모터가 회전할 때, 1개의 노드(예를 들면 노드(A))는 전원 라인(26)에 접속되고, 다른 노드(예를 들면 노드(B))는 제로 전위 라인(28)에 연결되며, 마지막 노드(예를 들면 노드(C))는 플로팅(floating) 상태로 유지된다. 따라서, 6개의 서로 상이한 위상을 고려할 수 있다. 예를 들어, 제 1 위상 F에서, 전원 공급 회로(18)는, 스위칭 소자(30)가 턴 온 되는 방식으로 라인(22.3)을 통해 제어되고, 그 결과로 노드(A)가 전원 라인(26)에 접속된다. 동시에, 제 1 위상 F에서, 스위칭 소자(32')는 노드(B)가 제로 전위 라인(28)에 접속되는 방식으로, 라인(22.5)을 통해 제어된다. 제 1 위상 F 동안에, 다른 스위칭 소자들은 턴 오프되도록 제어된다. 그 결과로, 구동 전류는 제 1 위상 F에서, 전원 라인(26)으로부터 스위칭 소자(30)를 통해 노드(A)로, 노드(A)로부터 권선(2, 4)을 통해 노드(B)로, 노드(B)로부터 스위칭 소자(32')를 통해 라인(28)으로 흐르기 시작한다. 그 때, 노드(C)는 플로팅 상태로 유지된다. 이러한 제 1 위상은 도 2 및 도 3에 도시되어 있다. 도 2의 첫 행은 노드(C)가 플로팅 상태로 유지되는 동안 전류가 노드(A)에서 노드(B)로 흐르고 있는 것을 도시한다. 도 3에서, 이 전류는 원 문자 1로 표시된 화살표로 도시되어 있다. 제 2 위상에서는, 완전히 동일한 방법으로, 노드(B)가 플로팅 상태로 유지되는 동안에 노드(A)에서 노드(C)로 전류가 흐른다. 다른 위상, 즉 제 3 위상 내지 제 6 위상은 도 2 및 도 3에 도시되어 있다. 또한, 구동 기간(P_a)은 구동 신호가 모터의 권선에 인가되는 기간으로 정의될 수 있다. 또한 자유 기간(P_v)은 어떠한 구동 신호도 권선에 인가되지 않는 기간으로 정의될 수 있다. 또한, 도 3에는 구동 기간(P_a)과 자유 기간(P_v)이 도시되어 있다. 도 3에서 확인되는 바와 같이, 정해진 구동 기간(P_a) 동안, 구동 신호가 모터 권선에 인가되므로, 본 실시예에서, 2개의 권선의 구동 기간(P_a) 동안 어떠한 구동 신호도 다른 1개의 권선에 인가되지 않는다. 또한, 자유 기간의 시작점 및 종료점은 구동 기간의 시작점 및 종료점과 일치하며, 각 구동 기간은 자유 기간의 2배이다. 각 구동 기간 동안에, 지속 시간이 해당 구동 기간과 동일한 길이의 구동 펄스가 해당 권선에 인가된다.

상술된 바와 같은 자유 기간(P_v)동안에, 노드(A, B, C) 중 1개의 노드는 플로팅 상태로 유지된다. 그러나, 예를 들어, 제 1 위상에서 노드(C)가 플로팅 상태로 유지된다면, 모터의 회전자의 회전으로 인해 권선(6)에서 유도 전압이 발생된다. 이 유도 전압은 노드(C)와 3개의 권선의 성형 점 S(star point S) 사이에서 이용될 수 있으며, 이하에서는 이 유도 전압을 '역 기전력 신호'로 지칭한다. 마찬가지로, 제 2 위상 F에서 역 기전력 신호는 노드(B)와 성형 점 S 사이에서 생성되며, 제 3 위상 F에서 역 기전력 신호는 노드(C)와 성형 점(S)사이에서 생성되고, 그 다음에도 동일한 방식이다.

시퀀서(20)는 일반적으로 알려진 유형이며, 클록(27)에 의해 생성되어 라인(38)을 통해 인가되는 클록 신호의 리듬으로 라인(22.1∼22.6)에서 제어 신호를 생성하고, 이 도선은 도 3의 표에 주어진 순서대로 스위칭 소자들(30, 30', 30", 32, 32', 32")을 순환적으로 턴-온한다. 시퀀서(20)는 예를 들면, 그 자체로도 알려진 시프트 레지스터(shift register)를 포함하여, 모터가 전기적으로 1 회전을 할 때마다 6회 순환하게 한다.

도 4의 F로 표시된 첫 행에는, 모터가 전기적으로 완전하게 한 번 회전할 때 연속하여 발생하는 서로 상이한 6개의 위상이 도시되어 있다. 행 A, B, C는 각각의 전압을 모터의 노드(A, B, C)에 대한 시간 함수로서 나타내었다. 이는 예를 들면, 제 1 및 제 2 위상 동안에, 노드(A)의 전압이 전원 전압 V₀과 동일하다는 것을 나타낸다. 제 3 위상 동안에, 노드(A)는 플로팅 상태이고, 역 기전력 신호가 권선(2)에서 생성된다. 제 4 위상 초기에, 노드(A)의 전압은 노드(A)가 제로 전위 라인(28)에 접속되기 때문에 제로 점의 전압과 동일하게 된다. 이러한 상황은 제 4 위상 및 제 5 위상에서도 지속된다. 제 6 위상에서, 노드(A)가 다시 플로팅 상태가 되고, 역 기전력 신호가 다시 생성된다. 노드(A)에서와 동일한 신호가 노드(B)에서 생성되는데, 노드(B)의 신호는 노드(A)에서의 신호에 대하여 120° 위상으로 시프트(shift)된다. 마찬가지로, 노드(C)에서는 노드(A)에서의 신호에 대하여 240° 위상으로 시프트된 신호가 생성된다.

또한, 본 발명에 따른 장치(1)는 모터가 회전하지 않을 때, 권선(2, 4, 6)으로 이루어지는 고정자(9)에 대한 회전자(10)의 회전 각도를 결정하기에 적합하다. 본 실시예에서, 구동 수단(11)은 또한 스위칭 소자들(32, 32', 32")과 병렬로 배열된 모니터(40, 40', 40")를 포함하고 있다. 모니터(40, 40', 40")는 각각 라인(42, 42', 42")을 통해 장치의 처리 유닛(44)에 접속된다. 처리 유닛(44)은 라인(46)을 통해 구동 수단(11)에 접속된 출력 포트를 구비한다. 본 실시예에서, 라인(46)은 구동 수단(11)의 시퀀서(20)에 접속된다.

본 발명에 따른 장치(1)는 또한 각각 스위칭 소자(30, 30', 30")에 대해서 병렬로 배치된 모니터(48, 48', 48")를 포함한다. 이 모니터들에 의해서 측정된 전압은 각각 라인(50, 50', 50")을 통해 처리 유닛(44)에 인가된다.

고정자(9)에 대한 회전자(10)의 회전 각도를 검출하는 장치는 다음과 같이 작동한다.

회전자가 회전하지 않는 동안에, 구동 수단(11)을 이용하여 전기 테스트 펄스를 권선(2, 4, 6)에 인가한다. 테스트 펄스의 폭은 매우 좁아 테스트 펄스의 작용 하에서는 회전자가 회전되지 않는다.

테스트 펄스가 권선에 인가되는 것에 의해서, 각 테스트 펄스에 대한 각각의 권선 내에 플라이백 펄스가 생성된다. 이 플라이백 펄스는 각 권선의 자기 유도에 대한 반응이다. 각 권선(2, 4, 6)의 플라이백 펄스는, 본 실시예에서 모니터(40, 40', 40")에 의해 형성된 측정 회로를 이용하여 검출할 수 있다. 검출된 플라이백 펄스는 각 라인(42, 42', 42")을 통해 처리 유닛(44)에 인가된다. 처리 유닛(44)은 상기 회전 각도를 결정하기 위해 플라이백 펄스의 시간을 조합하여 처리한다.

측정 회로는 또한 모니터(48, 48', 48")를 포함할 수 있다는 것을 주의하라. 이 모니터를 이용하여, 각 권선(2, 4, 6)에서 플라이백 펄스를 결정할 수 있다.

또한, 모니터(42, 42', 42")들과 다른 모니터(48, 48', 48")들을 사용하여, 상술된 바와 같이 회전자가 회전하도록 하기 위해서, 스위칭 소자들이 개방되어 구동 신호를 생성할 때, 스위칭 소자 양단의 전압을 모니터링할 수 있다. 따라서, 모니터는 모터가 회전하는 동안에 사용되고, 또한 모터의 고정자에 대한 회전자의 위치를 결정하기 위해 사용된다. 또한 이러한 기능은 구동 수단(11)의 스위칭 소자에도 적용된다. 사실상, 모니터를 포함하는 측정 회로는 구동 수단(11)의 일부를 형성하고, 이 구동 수단은 모터를 구동하기 위해서 모터가 정지하는 동안 고정자에 대한 회전자의 회전 각도를 결정하기 위해 사용된다.

도 1에 도시된 장치에 대한 다른 제 1 실시예는 도 5, 도 6, 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다.

도 8에 도시된 장치를 이용하여, 6개의 플라이백 펄스를 검출하기 위해 3개의 사이클을 갖는 측정 프로세스를 실행한다. 먼저, 도 5를 참조하여 제 1 사이클을 설명한다.

도 5 내에 1로 지정된 화살표에 의해 표시되어 있는 제 1 단계에서, 제 1 극성을 갖는 제 1 테스트 펄스를 제 1 권선 쌍, 본 실시예에서는 권선(2, 4)에 인가한다. 이를 위하여, 스위칭 소자(30, 32')를 사전 결정된 주기 동안 닫는다. 그 결과로, 전원 라인(26)으로부터 라인(12)을 따라서 스위칭 소자(30)를 통과하여 권선(2)의 노드(A)까지 전류가 흐르기 시작한다. 이 전류는 권선(2, 4)을 통해 권선(4)의 노드(B)로 흐른다. 다음에, 전류는 권선(4)의 노드(B)로부터 라인(14)을 따라서 스위칭 소자(32')를 통과하여 제로 라인(28)까지 흐른다. 제 1 단계의 종료 시점에서, 스위칭 소자(30, 32')는 다시 개방되는데, 이는 제 1 테스트 펄스의 끝에 도달하였다는 것을 의미한다. 제 1 사이클의 제 1 단계 동안에, 모니터(40)(또는 모니터(48'))는 V₀과 동등한 전압을 검출할 수 있다(도 5의 40으로 표시된 도표 부분 참조). 또한, A에서 B로 권선을 통과하여 흐르는 전류는 제 1 단계동안 점차적으로 증가하게 된다(도 5의 I_A _->B로 표시된 도면 참조).

제 1 단계 종료 시점에서, 스위칭 소자(30, 32')는 다시 열린다. 이것으로 제 1 테스트 펄스가 끝났다는 것을 정의한다. 권선(2, 4)의 노드(A)와 노드(B)의 양단에서 전원 전압 V₀이 중지되면, 이에 대한 응답으로 권선(2, 4) 내에 자기 유도 전압이 생성될 것이다. 이 자기 유도 전압에는 권선(2, 4)에서 자기 유도 전류가 생성되어 이 전류가 A에서 B로 흐르고, 또한 이 전류가 시간 함수로서 감소되게 하는 극성이 존재한다(도 5의 I_A _->B로 표시된 부분 참조). 따라서 유도 전류는 다이오드(36)와 라인(12)을 통해 제로 라인(28)로부터 노드(A)로, 권선(2, 4)을 통해 노드(B)로 흐르고, 라인(14)과 다이오드(34')를 통해 전원 라인(26)으로 흐른다. 상기 유도 전류는 플라이백 펄스(P)를 생성하여 그 전압이 제 2 단계(도 5의 제일 위 도표 참조)에서 모니터(40)를 이용하여 검출되는 것을 의미한다. 플라이백 펄스(P)의 폭은 권선(2, 4)의 자기 유도에 의존하고, 그에 따라 고정자에 대한 회전자의 회전 각도에 의존하는 것으로 보인다. 검출된 플라이백 펄스는 라인(42)을 통해 처리 유닛(44)에 인가된다.

플라이백 펄스(P)가 측정되는 제 2 단계가 완료되면, 사이클의 제 3 단계에서 제 2 테스트 펄스가 생성되고, 이 제 2 테스트 펄스는 제 1 테스트 펄스의 극성과는 상반되는 극성을 갖는다. 이를 위하여, 스위칭 소자(30')와 스위칭 소자(32)는 제 3 단계에서 사전 설정된 시간 동안 닫히는데, 이는 도 5에서 3으로 지정된 화살표에 의해 표시되어 있다. 제 3 단계에서, 전류는 스위칭 소자(30')와 라인(14)을 통해 전원 라인(26)으로부터 권선(4)의 노드(B)로 흐른다. 다음에, 전류는 권선(4)과 권선(2)을 통해 노드(B)에서부터 노드(A)로 흐른다. 그 후에, 전류는 스위칭 소자(32)를 통해 라인(12)을 따라 노드(A)에서 제로 라인(28)으로 흐른다. 제 3 단계에서, 모니터(40')에 의해 검출된 전압은 V₀과 동일하다. 또한, 제 3 단계 동안에 B에서 A로 흐르는 전류는 점차적으로 증가할 것이다. 도 5에서, 이것은 I_A _->B로 표시된 도면 내에서 부의 전류(negative current)로서 도시되어 있는데, 이는 도면이 A에서 B로 흐르는 전류를 나타내기 때문이다. 제 2 테스트 펄스가 중지된 후, 이에 대한 응답으로서 권선(2, 4)에서, 또 다른 자기 유도 전압이 생성될 것이다.

제 2 단계에서 설명한 것과 완전히 동일한 방법으로, 사이클의 제 4 단계에서 모니터(40')(또는 모니터(48))를 이용하여 생성된 플라이백 펄스(P')를 측정할 수 있으며, 이에 대한 것은 도 5 내의 도면 40'을 참조한다. 플라이백 펄스(40')가 존재하는 동안, 권선(2, 4)을 통과하는 유도 전류는 다시 느린 속도로 감소하게 된다. 또한, 플라이백 펄스(P')의 폭은 자기 유도에 의존하고, 따라서 고정자에 대한 회전자의 회전 각도에도 의존한다. 권선(2)은 다른 권선(4)과는 다른 고정자에 대한 각도 위치를 점유하고 있으므로, 제 2 단계 및 제 4 단계 중에 생성된 자기 유도 전류는 서로 다른 속도로 감소할 것이다. 결과적으로, 플라이백 펄스(P)는 플라이백 펄스(P')의 폭인 Δt'과는 다른 폭 Δt를 갖게 된다. 일반적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 플라이백 펄스의 폭인 Δt는 회전자와 고정자 사이의 회전 각도 θ에 의존한다. 권선(1)과 권선(2) 사이의 각도차는 120˚라고 알려져 있으므로, 시간 차 Δt-Δt'를 근거로 권선(2)의 방향이 북위인지 남위인지 결정하는 것이 가능하다. 예를 들어, Δt-Δt'가 0보다 더 적다면, 권선(2)의 노드(A)는 회전자의 북위 방향을 향하여 배향된다는 결론을 도출할 수 있다. 반대로, Δt-Δt'가 0보다 크다면, 노드(A)는 고정자의 남위 방향을 향하여 배향된다는 결론을 도출할 수 있다.

도 5에 도시된 경우에, Δt는 Δt'보다 적은 반면, 도 6에서는 Δt'가 Δt보다 적다. 따라서, 도 6에 도시된 경우에, 노드는 남위를 향해 배향되지만, 도 5에 도시된 노드는 북위를 향해 배향된다.

다음으로, 제각기 제 2 권선쌍(4, 6)과 제 3 권선쌍(6, 2)에 대하여 제 2 사이클과 제 3 사이클 중에 제 1 사이클을 반복한다. 따라서, 간단히 말하면, 제 2 권선쌍에 있어서, 제 2 사이클의 제 1 단계에서 스위칭 소자(30', 32")를 닫고, 제 2 사이클의 제 2 단계에서 모니터(40')(또는 모니터(48"))를 이용하여 플라이백 펄스를 측정하며, 제 2 사이클의 제 3 단계에서 스위칭 소자(30") 및 스위칭 소자(32')를 닫고, 제 2 사이클의 제 4 단계에서 모니터(40")(또는 모니터(48'))를 이용하여 플라이백 펄스를 측정한다는 것을 의미한다. 또한, 제 3 사이클의 제 1 단계에서 스위칭 소자(30")와 스위칭 소자(32)를 닫고, 제 3 사이클의 제 2 단계에서 모니터(40")(또는 모니터(48))를 이용하여 플라이백 펄스를 측정하며, 제 3 사이클의 제 3 단계에서 스위칭 소자(30)와 스위칭 소자(32")를 닫고, 제 3 사이클의 제 4 단계에서 모니터(40)(또는 모니터 48")를 이용하여 플라이백 펄스를 측정한다. 각각의 상기 6개의 플라이백 펄스는 제각기 라인(42, 42', 42")을 통해 처리 유닛(44)에 인가된다. 처리 유닛(44)은 다음과 같이 이러한 플라이백 펄스를 처리한다.

제 1 사이클에서 검출되는 제 1 플라이백 펄스(P)는 처리 유닛(44)의 선택 장치(52)를 통해 카운터(54)에 인가된다. 본 실시예에서, 카운터(54)는 라인(38) 상의 신호에 의해 클로킹(clocked)된다. 제 1 사이클의 플라이백 펄스(P)가 존재하는 한, 카운터(44)는 라인(38)을 통해 인가된 펄스의 수를 카운트한다. 다음으로, 제 1 사이클의 제 4 단계에서, 모니터(40')에 의해 검출된 플라이백 펄스(P')는 선택 장치를 통해 카운터(54)에 인가된다. 이 기간 동안, 라인(38)을 통해 인가된 클록 신호의 리듬으로 카운트다운을 수행한다. 또한 카운터(54)의 카운트(count)(C)를 도 5에 나타내었다. 제 1 사이클의 제 4 단계의 종료 시점에서 카운트는 음수가 되는데, 이것은 권선(2)의 노드(A)가 고정자의 북위 방향을 향한다는 것을 의미한다. 카운터의 (양수 또는 음수인) 카운트(C)는 처리 유닛(44)의 선택 장치(56)를 통해 제 1 메모리(60) 내에 저장된다.

완전히 동일한 방법으로, 권선쌍(4, 6)의 플라이백 펄스(P)와 플라이백 펄스(P')의 지속 시간차는 제 2 사이클 중에 카운터(54)를 이용하여 결정된다. 제 2 사이클의 제 4 단계의 종료 시점에서 카운터(54)의 카운트는 메모리(60') 내에 저장된다. 또한, 완전히 동일한 방법으로, 제 3 사이클 내에서 생성된 플라이백 펄스의 지속 시간차도 결정되어 메모리(60") 내에 저장된다.

도 8에 도시된 장치에서, 시퀀서는 서로 폐쇄 루프 내에서 서로 직렬로 배열된 복수의 시프트 레지스터(62, 62', 62")를 포함한다. 시프트 레지스터(62)의 컨텐츠는 라인(22.4, 22.3)을 이용하여 스위칭 소자(30, 32)의 스위칭 상태를 정의한다. 마찬가지로, 시프트 레지스터(62')의 컨텐츠는 스위칭 소자(30', 32')의 스위칭 상태를 정의한다. 시프트 레지스터(62")의 컨텐츠는 스위칭 소자(30", 32")의 스위칭 상태를 정의한다.

상술된 3개의 사이클이 완료되었을 때, 메모리(60)의 컨텐츠는 라인(64)을 통해 시프트 레지스터(62)에 인가된다. 완전히 동일한 방법으로, 메모리(60')의 컨텐츠는 라인(64')을 통해 시프트 레지스터(62')에 인가된다. 또한, 메모리(60")의 컨텐츠는 라인(64")을 통해 시프트 레지스터(62")에 인가된다. 다음에, 시프트 레지스터는, 구동 수단(11)이 활성화될 때에 회전자가 사전 결정된 방향으로 회전되어 구동 신호를 생성하는 방식으로 서로에 대하여 로딩된다. 일반적으로, 테스트 펄스의 폭은 구동 신호의 구동 펄스의 폭보다 적어지게 된다.

본 발명은 상기 언급한 실시예만으로 한정되는 것이 아님을 주지하라.

예를 들어, 모니터(40, 40', 40")를 이용하는 것 대신에, 모니터(48, 48', 48")을 이용하여 마찬가지로 플라이백 펄스를 검출할 수 있다. 또한, 상술된 시프트 레지스터를 이용하는 것 대신에 다른 방법으로 시퀀서(sequencer)를 형성하는 것도 가능하다.

또한, 상술된 3개의 사이클은, 도 9를 참조하여 설명된 바와 같이, 다른 방식으로도 구성될 수 있다.

도 9는 도 1의 장치를 이용하여 수행될 수 있는 다른 측정 방법에 의한 제 1 사이클을 나타낸다. 이 제 1 사이클에서 제 1 테스트 펄스의 전류가 전부 권선(2)을 통해 흘러서 그 후에 권선(4)과 권선(6)사이를 분리하게 방식으로 제 1 테스트 펄스가 권선에 인가된다. 도 9에서 권선을 통해 A에서 흐르는 전류는 I_A _->B&C로 표시되어 있다. 도 9에서 권선(4)을 통해 B에서 A로 흐르는 전류는 I_B _->A로 표시되어 있다. 마지막으로, 도 9에서 권선(6)을 통해 C에서 A로 흐르는 전류는 I_C _->A로 표시되어 있다. 이와 같이 테스트 펄스를 권선(2, 4, 6)에 인가하기 위해, 제 1 사이클의 제 1 단계에서 스위칭 소자(30, 32', 32")를 닫는다. 제 1 단계의 종료 시점에서, 전류 공급이 중지된다. 이를 위하여, 스위칭 소자(32', 32")와, 필요한 경우, 스위칭 소자(30)를 다시 열리게 한다. 이 결과로, 권선(2, 4)을 조합하고 권선(2, 6)을 조합하는 것에 의해 플라이백 펄스가 생성된다. 이와 같이 제 1 테스트 펄스에 응답하여 2개의 상이한 플라이백 펄스가 생성된다. 제 1 플라이백 펄스에 대응되는 권선(4)을 통과하는 전류는 Δt 시간 동안 유지된다. 결과적으로 이 플라이백 펄스는 Δt와 동등한 폭을 갖게 된다(도 9 참조). 권선(6)을 통과하는 플라이백 펄스의 전류는 Δt' 시간동안 유지된다. 결과적으로, 권선(6)에 대응되는 플라이백 펄스는 Δt'와 동일한 폭을 갖게 된다(도 9 참조). 따라서 생성된 플라이백 펄스를 다시 모니터(40, 40', 40")를 이용하여 측정하고, 처리 유닛(44)에 인가할 수 있다. 완전히 동일한 방식으로, 제 1 사이클은 제각기 제 2 사이클과 제 3 사이클 내에서 반복되어, 제 2 테스트 펄스의 전류가 전부 제 2 권선을 통해서 흐르고 제 1 권선과 제 2 권선 사이에서 분할되어, 제 1 권선과 제 3 권선을 통과하고, 또한 제 3 펄스의 전류가 전부 제 3 권선을 통해 흐르고 제 1 권선과 제 2 권선 사이에서 분할되어 제 1 권선과 제 2 권선을 통과한다. 따라서, 제 2 사이클에서도 2개의 플라이백 펄스가 생성되며, 이 펄스는 모니터(40, 40', 40")의해 검출되어 처리 유닛(44)에 인가된다. 마찬가지로, 제 3 사이클 내에서 생성된 플라이백 펄스가 검출되어 처리 유닛(44)에 인가된다. 처리 유닛은 제 1 사이클에 대응되는 2개의 플라이백 펄스 중에 어느 것이 더 긴지 결정한다. 제 1 사이클에 있어서, 노드(A)가 고정자의 자장의 북위를 향할 때 제 1 플라이백 펄스는 제 2 플라이백 펄스보다 지속 시간이 더 길다. 권선(2)의 노드(A)가 고정자의 자장의 남위를 향할 때, 이 상태는 다른 상태가 된다. 이것은 제 2 사이클과 제 3 사이클에 있어서 제 2 권선(4) 및 제 3 권선(6)에 대해서도 완전히 동일한 방식이다. 따라서, 각 노드(A, B, C)에 대하여 자장의 북위를 향하는지 자장의 남위를 향하는지 여부를 결정할 수 있다. 다음으로, 이러한 3개의 사실을 근거로 하여 고정자에 대한 회전자의 회전 위치를 60˚의 정확성으로 결정할 수 있다.

도 9의 예에서, 테스트 펄스는 미리 설정된 길이를 가질 수 있다. 그러나, 다른 방법으로, 테스트 펄스는 테스트 펄스의 전류값이 도 9에 나타난 바와 같이 사전 결정된 최대값인 I_MAX까지 증가하게 하는 길이를 가질 수 있다.

확실히, 본 발명은 또한 n이 3 이상인 n-상 DC 모터에도 적용될 수 있다. 이 경우, 180˚/n의 정확도를 가지고 회전 각도를 결정하기 위해 예를 들면, 2×n개의 플라이백 펄스를 생성할 수 있다.

도 10은 디스크 드라이브(70)의 가능한 실시예를 나타낸다. 디스크 드라이브(70)는, 본 실시예에서 3 자화성 디스크(72)로 이루어진 조립체 형태의 정보 캐리어를 포함한다. 디스크 드라이브는 회전 디스크(72) 상에 디지털 정보를 기록하고 디스크(72)로부터 디지털 정보를 판독하기 위한 판독 및 기록 유닛(74)을 포함한다. 회전 디스크(72)는 도 1에 도시된 장치(1)와 모터(8)에 의해 구동된다. 디스크 드라이브(70)의 장점은 회전 디스크(72)의 시동이 매우 신뢰성이 있다는 것이다. 이것은 디스크 드라이브(70)가 원하지 않는 회전 방향으로 부주의하게 시동되는 위험이 없고, 그럼에도 불구하고, 디스크 드라이브가 매우 신속하게 시동된다는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 장치(1)는 테이프(도시되지 않음)를 구동하기 위해 다상 DC 모터(8)(도 11)를 구비하는 테이프 스트리머(80)에서 유리하게 사용될 수 있다. 그 장점은 시동 시, DC 모터가 일시적으로 원하지 않는 방향에서 회전할 수 없어서 그 결과로 테이프 저장 용량의 일부가 사용되지 않거나 상실되지 않는다는 것이다.

또한, 발명의 개념에 근거하여 플라이백 펄스의 폭을 기준으로 고정자에 대한 회전자의 회전 각도를 결정하기 위해 다른 측정 방법을 사용할 수 있다는 것을 주지하라. 따라서, 4상 DC 모터의 임의의 제 1 권선이 이 권선의 자성의 북위 방향을 향하는지 자성의 남위 방향을 향하는지 여부를 결정할 수 있다. 다음으로, 인접한 제 2 권선의 자기 배향이 제 1 권선의 배향에 대하여 벗어나는 것도 검토할 수 있다. 이 경우에, 제 3 권선 등에 대해 유사한 측정 과정을 실행할 수 있다.
본 발명의 범주 내에 속하는 각각의 변형예를 고려할 수 있다.

Claims

무 브러시 다상 DC 모터(brushless multi-phase d.c. motor)의 고정자(stator)에 대한 영구 자석 회전자(rotor)의 회전 각도 검출 장치로서,

상기 고정자는 작동 시에 상기 회전자를 구동시키기 위한 전기 구동 신호가 인가되는 복수의 전기 권선(electrical windings)을 포함하며,

상기 장치는,

상기 회전자가 회전하지 않는 동안 상기 권선에 전기 테스트 펄스를 인가하는 구동 수단과,

상기 테스트 펄스에 응답하여 모터에 의해 생성된 플라이백 펄스(flyback pulses)를 검출하기 위한 측정 회로와,

상기 회전 각도를 판정하기 위해 검출된 상기 플라이백 펄스의 지속 기간을 조합하여 처리하는 처리 유닛

을 포함하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 구동 수단은 상기 회전자를 회전시키기 위해 정해진 순서로 상기 고정자의 상기 권선에 구동 신호를 순환적으로 인가하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 구동 수단은,

상기 테스트 펄스와 상기 구동 신호를 생성하기 위한 복수의 스위칭 소자와,

상기 구동 수단이 상기 구동 신호를 생성하는 기간 동안에, 상기 구동 수단의 상기 스위칭 소자가 개방 상태에 있을 때 상기 스위칭 소자의 양단에 존재하는 전압을 모니터링하기 위한 상기 측정 회로를 포함하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 구동 신호는 구동 펄스를 포함하고, 상기 테스트 펄스의 지속 시간은 상기 구동 펄스의 지속 시간보다 더 짧은 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 구동 수단은 각각의 상기 권선에 상기 테스트 펄스를 인가하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.
제 5 항에 있어서,

서로 상이한 극성의 2개의 테스트 펄스가 각 권선에 인가되는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 장치는 서로 상이한 위상으로 배열된 3개의 권선(n=3)을 구비하는 모터에 적합하고,

회전 각도를 결정하는 상기 장치는 작동 시에 6개의 플라이백 펄스를 검출하기 위해 3개의 사이클로 이루어지는 측정 프로세스를 실행하고,

제 1 극성의 제 1 테스트 펄스는 제 1 사이클에서 제 1 권선 쌍에 인가되고,

제 1 테스트 펄스에 응답하여 생성된 플라이백 펄스가 검출되며.

제 1 극성과 반대되는 제 2 극성의 제 2 테스트 펄스가 제 1 권선 쌍에 인가되고,

제 2 테스트 펄스에 응답하여 생성된 플라이백 펄스가 검출되고,

제 2 사이클 및 제 3 사이클 중에 제 2 권선 쌍 및 제 3 권선 쌍에 대해 상기 제 1 사이클이 반복되고,

상기 제 1 권선 쌍과, 제 2 권선 쌍 및 제 3 권선 쌍은 서로 상이한 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.
제 7 항에 있어서,

각 사이클 중에 상기 처리 유닛을 이용하여 제각기의 사이클에서 측정된 2개의 플라이백 펄스의 지속 시간들 간의 차이를 측정하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 처리 유닛은 상기 2개의 플라이백 펄스의 지속 시간차를 결정하기 위한 업-다운 카운터(up-down counter)를 포함하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 처리 수단은 2개의 연속하는 플라이백 펄스의 지속 시간차를 결정하기 위한 업-다운 카운터(up-down counter)를 포함하고,

상기 구동 수단은, 폐쇄 루프 내에서 서로에 대해 직렬로 배열되어 구동 신호를 생성하기 위해 자신의 컨텐츠에 응답하여 상기 스위칭 소자를 개폐하는 복수의 시프트 레지스터를 포함하고,

상기 업-다운 카운터에 의해 결정된 지속 시간차 값은 작동 중에 상기 시프트 레지스터에 인가되어, 상기 모터가 시동될 때에 상기 회전자가 사전 결정된 방향으로 회전하도록 상기 시프트 레지스터의 초기 상태를 결정하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 테스트 펄스는 고정된 지속 시간을 갖는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 장치는 서로 상이한 위상으로 배열된 3개의 권선(n=3)을 구비하는 모터에 적합하고,

상기 구동 수단은 서로 다른 극성의 2개의 테스트 펄스를 각각의 권선에 인가하고,

상기 장치는 회전 각도를 결정하기 위해 작동 중에 6개의 플라이백 펄스의 지속 시간을 검출하기 위한 3개의 사이클을 포함하는 측정 과정을 수행하고,

제 1 테스트 펄스는 전부 제 1 권선을 통해 흐르고, 제 2 권선과 제 3 권선을 통해 분할되어 흐르는 방식으로 상기 제 1 테스트 펄스가 상기 제 1 사이클 중에 각 권선에 인가되고,

상기 제 1 테스트 펄스에 응답하여 생성된 적어도 2개의 플라이백 펄스가 상기 측정 회로에 의해 검출되며,

상기 처리 유닛은 상기 2개의 플라이백 펄스 중 어느 펄스의 지속 시간이 보다 더 긴지 결정하고,

상기 제 2 권선을 통해 전부 흐르며, 상기 제 1 권선과 상기 제 3 권선을 통해 분할되어 흐르는 제 2 테스트 펄스와, 상기 제 3 권선을 통해 전부 흐르고, 상기 제 1 권선과 상기 제 2 권선을 통해 분할되어 흐르는 제 3 테스트 펄스에 대해 각각, 제 2 사이클과 제 3 사이클 중에 상기 제 1 사이클을 반복하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 테스트 펄스는 고정된 지속 시간을 갖는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.
제 12 항에 있어서,

상기 구동 수단은 상기 테스트 펄스의 전류값이 사전 결정된 최대값까지 증가하도록 상기 테스트 펄스의 지속 시간을 제어하는 무 브러시 다상 DC 모터의 회전 각도 검출 장치.
영구 자석 회전자와, 다수의 권선을 포함하는 고정자를 가진 다상 DC 모터와,

상기 고정자에 대한 상기 회전자의 회전 각도를 검출하는 장치를 포함하되,

상기 검출 장치는,

상기 회전자가 회전하지 않는 동안 상기 권선에 전기 테스트 펄스를 인가하는 구동 수단과,

상기 테스트 펄스에 응답하여 모터에 의해 생성된 플라이백 펄스(flyback pulses)를 검출하기 위한 측정 회로와,

상기 회전 각도를 판정하기 위해 검출된 상기 플라이백 펄스의 지속 기간을 조합하여 처리하는 처리 유닛

을 포함하는 구동 시스템.
삭제
삭제
제 15 항에 있어서,

상기 다상 DC 모터에 의해 구동되는 적어도 하나의 자화가능 디스크를 더 포함하는 구동 시스템.
영구 자석 회전자와 다수의 권선을 가진 고정자를 가진 무 브러시 다상 DC 모터(brushless multi-phase d.c. motor)에서 상기 회전자가 정지 상태일 때 상기 고정자에 대한 회전자의 위치를 판정하는 방법으로서,

상기 회전자를 회전시키지 않고 상기 권선에 짧은 지속 시간의 전기적 테스트 신호를 인가하는 단계와.

상기 테스트 펄스에 응답하여 상기 고정자 권선에서 생성된 플라이백 펄스를 검출하는 단계와,

상기 고정자에 대해 상대적인 상기 회전자의 위치를 판정하기 위해 검출된 플라이백 펄스의 지속 시간을 기초로 하여 상기 검출된 플라이백 펄스를 조합하여 처리하는 단계와,

상기 판정된 회전자 위치를 기초로 하여 사전 설정된 회전 방향으로 상기 회전자를 회전시키도록 정해진 순서로 상기 고정자의 권선에 구동 신호를 순환적으로 인가하는 단계를 포함하는

위치 판정 방법.
제 19 항에 있어서,

제 1 사이클동안, 제 1 극성의 제 1 테스트 펄스를 제 1 고정자 권선 쌍에 인가하고, 그에 응답하여 생성된 제 1 플라이백 펄스를 검출하며,

상기 제 1 사이클동안 상기 제 1 고정자 권선 쌍에 상기 제 1 극성에 반대되는 제 2 극성의 제 2 테스트 펄스를 인가하고, 그에 응답하여 생성된 제 2 플라이백 펄스를 검출하되, 상기 제 1 플라이백 펄스와 제 2 플라이백 펄스의 지속 시간들 간의 차이는 상기 회전자 위치를 판정하기 위한 기준의 일부로서 작용하고,

다른 제 2 고정자 권선 쌍에 대해 제 2 사이클 중에 제 1 사이클을 반복하되, 제 2 사이클 중에 생성된 제 3 플라이백 펄스와 제 4 플라이백 펄스의 지속 시간차는 상기 회전자 위치를 판정하는 기준의 또 다른 일부로서 작용하는 위치 판정 방법.
제 19 항에 있어서,

상기 테스트 펄스는 고정된 지속 시간을 가진 위치 판정 방법.
제 19 항에 있어서,

제 1 사이클동안, 테스트 펄스가 전부 제 1 고정자 권선을 통해 흐르고, 제 2 고정자 권선 및 제 3 고정자 권선을 통해 분할되어 흐르는 고정자 권선에 제 1 테스트 펄스를 인가하고 - 그에 의해 제 1 플라이백 펄스와 제 2 플라이백 펄스가 그에 응답하여 생성되고 검출되며, 상기 처리 단계는 상기 제 1 플라이백 펄스와 상기 제 2 플라이백 펄스 중 어느것이 더 긴 지속 시간을 갖는지를 판정함 -,

제 2 사이클 및 제 3 사이클 중에 제 2 테스트 펄스와 제 3 테스트 펄스에 대해 상기 제 1 사이클을 반복하되,

상기 제 2 테스트 펄스는 전부 상기 제 2 권선을 통해 전부 흐르고, 상기 제 1 권선과 상기 제 3 권선을 통해 분할되어 흐르며, 상기 제 3 테스트 펄스는 상기 제 3 권선을 통해 전부 흐르고, 상기 제 1 권선과 상기 제 2 권선을 통해 분할되어 흐르는 위치 판정 방법.
제 22 항에 있어서,

상기 테스트 펄스는 고정된 지속 시간을 갖는 위치 판정 방법.