KR100704287B1 - 비엘디씨모터의 구동시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비엘디씨(BLDC)모터의 구동시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터의 대기전력을 절감할 수 있는 전원차단부가 마련된 비엘디씨(BLDC)모터의 구동시스템에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 운전 대기 시에는 비엘디씨모터에 인가되는 전원을 차단함으로써 대기시 소비전력을 줄이는데 있다. 이를 위해 본 발명의 비엘디씨(BLDC)모터의 구동시스템은 비엘디씨(BLDC)모터와 상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동부에 전원을 공급하는 전원부와, 상기 비엘디씨(BLDC)모터 및 상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동부와 그라운드(접지)를 연결하는 그라운드라인상 마련되어 상기 그라운드라인을 연결 또는 차단하는 전원차단부와, 상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동여부를 판단하여 상기 전원차단부를 제어하는 마이컴을 포함한다.

Description

비엘디씨모터의 구동시스템{Operating System of BLDC Motor}
도 1은 종래의 비엘디씨(BLDC)모터의 구동시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 비엘디씨(BLDC)모터의 구동시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도.
도 3는 본 발명에 따른 전원차단부의 일 실시예의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 구동시스템의 동작에 관한 제어흐름도.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*
11 : 마이컴 13 : 모터의 구동부
14 : 비엘디씨(BLDC)모터 25 : 전원차단부
31 : 포토커플러
본 발명은 비엘디씨(BLDC)모터의 구동시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터의 대기전력을 절감할 수 있는 전원차단부가 마련된 비엘디씨(BLDC)모터의 구동시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 공기조화기의 실내열교환부 및 실외열교환부에는 냉매와 실내외공기와의 열교환을 원활하게 할 수 있도록 팬이 마련되고 있고 이런한 팬을 구동하기 위한 팬모터로는 AC모터나 비엘디씨(BLDC)모터를 사용하고 있다. 최근에는 비엘디씨(BLDC)모터가 팬모터로 많이 사용되는데 비엘디씨(BLDC)모터는 직류모터의 장점인 뛰어난 조작성과 직류모터의 단점인 브러시를 없애 유지보수가 용이하고 AC모터보다 소비전력이 적게 드는 장점이 있다.
도 1은 종래의 비엘디씨(BLDC)모터의 구동시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 1에는 실내외기의 팬을 구동하는 비엘디씨모터(14)와 비엘디씨모터의 RPM을 제어하는 RPM제어부와 비엘디씨모터의 RPM을 검지하는 모터RPM검지부로 이루어진 비엘디씨모터의 구동부(13)와 모터의 구동부를 제어하는 마이컴(11)으로 이루어진 비엘디씨모터의 구동장치와 비엘디씨모터의 구동부와 비엘디씨모터에 전원을 공급하는 전원부(12, 15)가 도시되어 있다.
이와 같은 구성에 의해 비엘디씨모터의 구동시스템의 동작을 설명하면 모터에 전력을 공급하기 위한 전원으로 통상 교류를 입력받아 이를 직류로 변환하는 정류부(미도시)를 통해 15볼트의 직류전원(12)이 구동부(13)로 300볼트의 직류전원(15)이 모터(14)로 입력된다. 15볼트의 직류전원을 입력받아 비엘디씨모터의 구동부는 마이컴(11)의 제어신호에 따라 모터의 RPM을 제어한다. 통상 마이컴의 제어신호는 PWM신호로 출력되는데 비엘디씨모터의 구동부(13)는 PWM신호의 듀티비에 의한 가변전압에 의하여 모터를 구동시키게 된다. 직류모터의 특성상 모터에 인가되는 전압과 모터의 RPM은 비례하는 관계가 있어 마이컴(12)은 PWM신호의 듀티비를 조절 함으로써 모터의 RPM을 제어하게 된다. 모터의 RPM감지부는 현재 모터의 RPM을 감지하여 마이컴(11)으로 전달하고 마이컴(11)은 현재의 RPM과 회전자 위치검출부(미도시)에서 검출된 회전자의 위치를 기초로 모터를 제어한다.
종래의 비엘디씨모터의 구동시스템에는 모터의 구동여부와 상관없이 전원이 인가되어 모터가 구동하지 않는 경우에도 구동부 내부회로에서 전력이 소비되는 문제가 있어 왔다. 따라서 실제 소비되지 않아도 되는 전력을 비효율적으로 소비되는 문제가 있어 왔다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 운전 대기시에 비엘디씨모터의 구동부에 인가되는 전원을 차단함으로써 대기시 소비전력을 줄이고 또한 전원 차단시 발생할 수 있는 스트레스성 고장 가능성을 낮추는데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 비엘디씨모터의 구동시스템은 비엘디씨(BLDC)모터와 상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동부에 전원을 공급하는 전원부와, 상기 비엘디씨(BLDC)모터 및 상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동부와 그라운드(접지)를 연결하는 그라운드라인상 마련되어 상기 그라운드라인을 연결 또는 차단하는 전원차단부와, 상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동여부를 판단하여 상기 전원차단부를 제어하는 마이컴을 포함한다.
또한, 상기 전원부는 비엘디씨(BLDC)모터와 상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동부 각각에 별개의 전원을 공급하도록 마련되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전원차단부는 상기 마이컴의 제어신호에 의해 온/오프되어 상기 그라운드라인을 연결 또는 차단하는 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전원차단부는 상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동부와 상기 마이컴의 사이를 전기적으로 절연하는 포토커플러를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 마이컴은 상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동여부의 판단에서 상기 비엘디씨(BLDC)모터가 미리 설정된 일정시간(T)동안 구동되지 않으면 상기 전원차단부를 제어하여 상기 그라운드라인을 차단하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 비엘디씨(BLDC)모터의 구동시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 구동시스템은 비엘디씨모터(14)와 모터RPM제어부와 모터RPM검지부로 이루어진 비엘디씨모터의 구동부(13)와 그라운드라인을 연결/차단하는 전원차단부(25)와 모터의 구동부(13)와 전원차단부(25)를 제어하는 마이컴(21)을 포함한다. 또한, 비엘디씨모터의 구동부(13)과 비엘디씨모터에 전력을 공급하는 전원(12, 15)이 마련됨은 종래와 같다.
이와 같은 구성에 의한 본 발명의 구동장치의 동작에 있어서 종래와 동일한 부분은 설명을 생략한다. 본 발명의 비엘디씨모터 및 구동부에 전력을 공급하기 위해 통상 인가되는 교류전원이 정류부(미도시)에 의해 300볼트와 15볼트의 직류전원 으로 변환되고 300볼트의 직류전원(15)은 모터에 인가되어 모터를 회전시키고 15볼트의 직류전원(12)은 모터의 구동부(13)로 인가되어 모터의 회전수 등을 제어한다. 상기 300볼트와 15볼트의 전원(12, 15)은 각각 모터와 모터의 구동부를 거쳐 그라운드(접지)라인을 통해 흐르게 된다. 본 발명에 의한 구동시스템에는 상기와 같이 그라운드라인에 전원차단부가 마련되어 있어 모터의 RPM검지부 등에 의해 모터의 구동여부를 확인하고 마이컴은 구동여부에 따라 제어신호를 출력하여 전원차단부가 그라운드라인을 차단하도록 제어한다. 본 발명의 전원차단부(25)와 같이 그라운드라인을 차단하게 되면 300볼트와 15볼트의 직류전원(12, 15)이 모두 차단되므로 비엘디씨모터에 300볼트의 전원(15)이 인가된 상태에서 비엘디씨모터의 구동부에 인가되는 15볼트의 전원(12)만을 제어하는 경우와 비교하여 비엘디씨모터의 구동부내부의 회로에 생길 수 있는 스트레스성 고장의 가능성을 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한, 사용자에 의해 실내외기가 동작하도록 하는 제어신호가 입력되거나 실내외의 온도 등에 의한 자동제어에 의해 팬모터의 구동이 필요하게 되면 마이컴(21)은 전원차단부를 제어하여 그라운드라인을 연결하도록 제어한다.
도 3은 본 발명에 따른 전원차단부의 일 실시예의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 전원차단부(25)는 마이컴(21)과 모터의 구동부(13)사이에 마이컴(21)과 모터의 전원을 전기적으로 절연시키기 위해 마련된 포토커플러와 포토커플러를 통해 전달된 마이컴(21)의 제어신호에 의해 온/오프되는 트랜지스터(Q)로 구성되어 있다. 포토커플러(31)는 고출력 적외선 발광다이오드와 고감도의 실리콘 포토트랜지스터를 서로 마주보게 배치하고 발광다이오드에서 나온 빛이 포토트랜지스터에 전달될 수 있도록 투명 실리콘 등으로 그 사이를 채운 구조로 되어있다.
이상과 같은 구성에 의해 본 발명의 전원차단부(25)는 마이컴(21)의 제어신호에 따라 포토커플러의 발광다이오드가 빛을 내면 그 빛에 의해 포토트랜지스터가 ON/OFF 되면서 그라운드라인을 연결/차단하는 트랜지스터(Q)를 ON/OFF시켜 그라운드라인을 연결/차단하게 된다. 이렇게 전기적인 회로의 결합이 끊어져 있어도 마이컴(21)의 신호는 정상적으로 보낼 수 있게 된다. 이러한 포토커플러에 의해 마이컴(21)과 모터의 전원사이에 전기적으로는 단절되어 있어 마이컴에 과전류가 유입되거나 전기적인 노이즈가 유입되어 오동작을 일으킬 가능성을 차단되는 효과가 있게 된다. 이렇게 전원차단부(25)는 마이컴(21)의 제어신호에 의해 그라운드라인을 연결/차단하여 운전대기시의 소비전력을 줄이게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 구동시스템의 동작에 관한 제어흐름도이다. 사용자에 의해 실내외기의 전원이 ON되면 비엘디씨모터(14)와 비엘디씨모터의 구동부(13)에 각 300볼트와 15볼트의 전원이 인가된다.(401) 우선 마이컴(21)은 사용자가 실내외기의 운전을 선택하였는지를 판단하고(402) 판단결과 운전을 선택하지 않았으면 전원차단부(25)를 제어하여 비엘디씨모터의 구동부에 인가되는 전원을 차단하게 된다.(403) 만약 사용자가 실내외기의 운전을 선택하였으면 마이컴(21)은 전원차단부(25)의 트랜지스터(Q)를 ON상태로 하여 그라운드라인을 연결하여 비엘디씨모터의 구동부에 전원을 인가하게 된다.(404~405) 전원이 인가되어 비엘디씨모터가 구동되면 마이컴(21)은 비엘디씨모터에 인가되는 전류를 검출하거나 모터RPM검지부 등을 통해 비엘디씨모터의 구동여부를 체크하여 비엘디씨모터가 사용자가 미리 정한 일정시간동안 구동되지 않으면 전원차단부(25)를 제어하여 그라운드라인을 차단한다.(406) 이 후 사용자가 운전을 선택하거나 실내온도 등을 통해 자동제어되는 등 팬모터의 동작이 필요한 경우 마이컴(21)은 전원차단부(25)을 통해 비엘디씨모터의 구동부에 전원을 인가한다. 앞서 언급한 바와 같이 그라운드라인을 연결/차단하게 되면 비엘디씨모터에 인가되는 전원(15)도 비엘디씨모터의 구동부에 인가되는 전원(12)와 함께 연결/차단되게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 그라운드라인에 전원차단부를 마련하여 운전대기시 그라운드라인을 연결/차단함으로써 대기시에 비효율적으로 소비되는 전력을 줄일 수 있는 효과가 있고 또한 비엘디씨모터와 비엘디씨모터의 구동부에 인가되는 전원을 모두 차단함으로써 비엘디씨모터의 구동부내부회로에 생길 수 있는 스트레스성 고장의 가능성을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 비엘디씨(BLDC)모터와 상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동부에 전원을 공급하는 전원부와,
    상기 비엘디씨(BLDC)모터 및 상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동부와 그라운드(접지)를 연결하는 그라운드라인상 마련되어 상기 그라운드라인을 연결 또는 차단하고, 상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동부와 마이컴 사이에 연결된 포토커플러를 구비하여 상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동부와 마이컴 사이를 전기적으로 절연시키는 전원차단부와,
    상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동여부를 판단하여 상기 전원차단부를 제어하는 마이컴을 포함하는 비엘디씨(BLDC)모터의 구동시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원부는 비엘디씨(BLDC)모터와 상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동부 각각에 별개의 전원을 공급하도록 마련되는 것이 특징인 비엘디씨(BLDC)모터의 구동시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전원차단부는 상기 마이컴의 제어신호에 의해 온/오프되어 상기 그라운드라인을 연결 또는 차단하는 트랜지스터를 포함하는 것이 특징인 비엘디씨(BLDC)모터의 구동시스템.
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 마이컴은 상기 비엘디씨(BLDC)모터의 구동여부의 판단에서 상기 비엘디씨(BLDC)모터가 미리 설정된 일정시간(T)동안 구동되지 않으면 상기 전원차단부를 제어하여 상기 그라운드 라인을 차단하는 것이 특징인 비엘디씨(BLDC)모터의 구동시스템.
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