KR101250614B1 - 모터 제어 회로, 모터 구동 장치, 및 모터 제어 방법 - Google Patents

모터 제어 회로, 모터 구동 장치, 및 모터 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모터 제어 회로, 모터 구동 장치, 및 모터 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 모터 제어 회로는, 모터 구동 회로의 내부 클럭 신호의 주파수를 검출하는 주파수 검출부, 상기 내부 클럭 신호의 주파수를 이용하여 입력 펄스-폭-변조(Pulse-Width-Modulation) 신호를 샘플링하는 샘플링부, 상기 샘플링부의 샘플링 결과로부터 상기 내부 클럭 신호의 속도 변화를 감지하고, 상기 감지한 속도 변화로부터 모터의 회전수를 계산하는 연산부를 포함한다. 본 발명에 따르면 모터의 구동 환경에 따라 변하는 내부 클럭 신호의 주파수로, 모터의 구동 환경에 독립적으로 결정되는 특성을 갖는 입력 펄스-폭-변조 신호를 샘플링함으로써, 구동 환경에 따른 모터의 회전수 변화를 고려하여 모터를 정확히 제어할 수 있다.

Description

모터 제어 회로, 모터 구동 장치, 및 모터 제어 방법{MOTOR CONTROLLING CIRCUIT, MOTOR DRIVING DEVICE, AND METHOD FOR COTROLLING MOTOR}
본 발명은 내부 온도 변화 등에 관계없이 모터의 회전수, 회전 속도 등을 정확하게 검출할 수 있는 모터 제어 회로, 모터 구동 장치, 및 모터 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 BLDC 모터와 같이 속도를 제어할 수 있는 모터의 경우, 그 속도는 펄스-폭-변조(Pulse-Width-Modulation, PWM) 신호의 듀티(Duty) 값을 조절함으로써 제어할 수 있다. 펄스-폭-변조 신호의 듀티 값은 신호의 한 주기 내에서 신호가 High 값을 갖는 턴-온(turn-on) 시간과, 신호가 Low 값을 갖는 턴-오프(turn-off) 시간 사이에 따라 결정될 수 있으며, 모터의 회전 속도는 펄스-폭-변조 신호의 듀티 값에 비례할 수 있다.
모터의 속도 제어방식은 크게 개루프(open loop) 제어와 폐루프(close loop) 제어로 구분할 수 있으며, 개루프 제어의 경우 피드백 회로를 포함하지 않기 때문에 간단한 구조로 구현할 수 있으나 전기적 잡음(noise), 온도 변화 등과 같은 외부적 요인으로 인해 발생하는 오차를 보상할 수 없다. 이에 반해 폐루프 제어는 피드백 회로를 포함하여 모터의 현재 회전수, 속도, 그리고 주변의 동작 환경 등을 검출하고 그로부터 입력 신호를 제어하여 모터의 동작에서 발생하는 오차를 제어할 수 있다.
결국 폐루프 제어 방식에 따르는 경우, 모터의 현재 회전수와 속도 등을 검출하기 위한 회로가 필요하며, 온도 검출 회로, 전압 검출 회로 등이 추가될 수도 있다. 따라서 회로의 복잡도가 증가하며, 온도 및 전압 검출 회로 등을 회로 구성에서 제외시키는 경우에는 모터의 회전수와 속도를 검출함에 있어서 주변의 동작 환경에 따른 영향을 정확히 반영할 수 없는 문제점이 있다.
이하의 인용 문헌 1은 단상 브러시리스 모터 구동 회로에 관한 것으로, 전류 센싱용 저항 및 홀 IC를 이용하여 폐루프 제어를 수행하는 증폭 회로를 개시하고 있다. 그러나 인용 문헌1은 상술한 폐루프 제어에 대한 문제점을 해결하는 기술을 개시하고 있지 않다.
인용 문헌 1 : 한국 공개실용신안공보 제1994-0018126호
본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 보완하기 위한 것으로서, 모터 구동 회로의 내부 클럭 신호의 주파수를 이용하여 입력 펄스-폭-변조 신호를 샘플링하고, 그로부터 내부 클럭 신호의 속도 변화를 감지하여 모터의 속도를 제어함으로써 별도의 온도 또는 전압 검출 회로를 구비하지 않고도 주변 환경의 영향을 반영하여 모터의 동작을 정확히 제어할 수 있는 모터 제어 회로, 모터 구동 장치, 및 모터 제어 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 제1 기술적인 측면에 따르면, 모터 구동 회로의 내부 클럭 신호의 주파수를 검출하는 주파수 검출부, 상기 내부 클럭 신호의 주파수를 이용하여 입력 펄스-폭-변조(Pulse-Width-Modulation) 신호를 샘플링하는 샘플링부, 상기 샘플링부의 샘플링 결과로부터 상기 내부 클럭 신호의 속도 변화를 감지하고, 상기 감지한 속도 변화로부터 모터의 회전수를 계산하는 연산부를 포함하는 모터 제어 회로를 제안한다.
또한, 상기 샘플링부는, 상기 내부 클럭 신호의 주파수를 이용하여 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 한 주기 동안의 샘플링수를 산출하는 모터 제어 회로를 제안한다.
또한, 상기 연산부는, 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 한 주기 동안의 샘플링수가 감소하면 상기 내부 클럭 신호의 속도가 느려진 것으로 판단하고, 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 한 주기 동안의 샘플링수가 증가하면 상기 내부 클럭 신호의 속도가 빨라진 것으로 판단하는 모터 제어 회로를 제안한다.
또한, 상기 연산부가 계산한 모터의 회전수로부터 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 속도 제어부를 더 포함하는 모터 제어 회로를 제안한다.
한편, 본 발명의 제2 기술적인 측면에 따르면, 입력 펄스-폭-변조(Pulse-Width-Modulation, PWM) 신호의 주파수를 검출하는 주파수 검출부, 모터의 구동 회전수를 검출하여 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 듀티 값에 따른 회전수와 비교하는 비교부, 및 상기 비교부의 비교 결과에 기초하여 상기 모터에 대한 구동 신호를 생성하는 신호 생성부를 포함하고, 상기 비교부는 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 주파수를 이용하여 상기 모터의 구동 회전수를 검출하는 모터 구동 장치를 제안한다.
또한, 상기 비교부는, 상기 모터를 구동하는 클럭 신호의 한 주기를 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 주파수로 샘플링하여 상기 모터의 구동 회전수를 검출하는 모터 구동 장치를 제안한다.
한편, 본 발명의 제3 기술적인 측면에 따르면, 모터 구동 회로의 내부 클럭 신호의 주파수를 검출하는 단계, 상기 내부 클럭 신호의 주파수를 이용하여 입력 펄스-폭-변조(Pulse-Width-Modulation, PWM) 신호를 샘플링하는 단계, 상기 입력 펄스-폭-변조 신호에 대한 샘플링 결과로부터 상기 내부 클럭 신호의 속도 변화를 감지하는 단계, 및 상기 감지한 속도 변화로부터 상기 모터의 회전수를 계산하는 단계를 포함하는 모터 제어 방법을 제안한다.
또한, 상기 샘플링 단계는, 상기 내부 클럭 신호의 주파수에 기초하여 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 한 주기 동안의 샘플링 수를 카운팅하는 모터 제어 방법을 제안한다.
또한, 상기 속도 변화 감지 단계는, 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 한 주기 동안의 샘플링수가 감소하면 상기 내부 클럭 신호의 속도가 느려진 것으로 판단하고, 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 한 주기 동안의 샘플링수가 증가하면 상기 내부 클럭 신호의 속도가 빨라진 것으로 판단하는 모터 제어 방법을 제안한다.
또한, 상기 감지한 속도 변화로부터 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 단계를 더 포함하는 모터 제어 방법을 제안한다.
본 발명에 따르면 모터 구동 회로의 내부 클럭 신호의 주파수로 외부에서 전달되는 펄스-폭-변조 신호를 샘플링하고, 샘플링 결과에 기초하여 모터의 속도를 제어한다. 따라서, 별도의 온도 및 전압 검출 회로 없이 모터의 구동 환경에 따른 속도 변화를 검출하여 모터의 속도를 효율적이고 정확하게 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터 제어 회로를 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치를 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 방법을 설명하기 위해 제공되는 그래프이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터 제어 회로를 간략하게 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 모터 제어 회로(100)는 주파수 검출부(110), 샘플링부(120), 연산부(130), 및 속도 제어부(140)를 포함한다. 속도 제어부(140)에서 출력하는 신호에 따라 모터의 동작이 제어되며, 일례로 속도 제어부(140)는 펄스-폭-변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호의 듀티 값을 조절하여 모터의 회전 속도 등을 제어할 수 있다.
주파수 검출부(110)와 샘플링부(120)는 각각 속도 제어부(140) 및 연산부(130)와 연결되어 피드백 회로를 구성할 수 있다. 주파수 검출부(110)는 속도 제어부(140)에서 모터로 출력하는 구동 신호(SD) 또는 상기 구동 신호(SD)를 생성하는데 이용되는 파라미터를 수신하여 모터로 출력하는 구동 신호(SD)의 주파수(fD)를 검출한다. 검출된 주파수(fD)는 모터를 구동하기 위한 구동 신호(SD)의 주파수(fD)이므로, 온도 변화 등과 같은 외부 환경의 변화에 영향을 받아 변할 수 있다. 추후 설명하는 바와 같이, 외부 환경 변화에 따라 변하는 모터 구동 신호(SD)의 주파수(fD)로부터 모터의 구동 속도를 정확히 검출할 수 있다. 일례로, 주파수(fD)는 클럭 신호 형태로 제공되는 구동 신호(SD)에서 검출될 수 있다.
샘플링부(120)는 주파수 검출부(110)에서 검출한 모터 구동 신호(SD)의 주파수(fD)를 이용하여 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)를 샘플링한다. 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)는 모터 제어 회로(100)의 외부에서 생성되어 입력되는 신호일 수 있으며, 따라서 모터의 구동 환경에 독립적으로 생성되어 온도 변화 등과 같은 외부 환경 변화에 영향을 받지 않는다. 따라서, 샘플링부(120)에서 연산부(130)로 출력하는 샘플링 결과는 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)가 일정한 주기와 듀티 값을 갖는다고 가정할 때, 주파수 검출부(110)가 검출한 주파수(fD)에 의해서 결정된다.
예를 들어, 모터가 구동하는 일정 시구간 t1에서는 주파수(fD)에 의해 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)가 샘플링되는 횟수가 10번이고, 다른 시구간 t2에서는 주파수(fD)에 의해 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)가 샘플링되는 횟수가 7번으로 줄어든 경우를 가정하면, t1에 비해 t2에서는 상대적으로 주파수(fD)가 감소한 것이며 이는 내부 클럭의 속도가 감소한 것을 의미한다. 따라서, 주파수(fD)에 의한 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)의 샘플링 횟수가 감소하면 내부 클럭 속도가 감소한 것으로 인지하고, 주파수(fD)에 의해 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)가 샘플링 횟수가 증가하면 내부 클럭 속도가 증가한 것으로 인지할 수 있다.
상기와 같은 방식으로 감지한 내부 클럭 속도의 변화는 모터의 속도를 정확히 감지하는 데에 반영될 수 있다. 즉, 내부 클럭 속도가 10% 감소한 것으로 인지되면, 모터의 회전수로부터 속도를 검출하는 속도 검출부(미도시)에서 검출한 속도를 10%만큼 감소시켜 이를 모터의 실제 속도로 검출하고, 내부 클럭 속도가 반대로 10% 증가한 것으로 인지되면 모터에서 검출한 속도를 10%만큼 증가시켜 이를 모터의 실제 속도로 검출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치를 간략하게 나타낸 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 모터 구동 장치(200)는, 주파수 검출부(210), 비교부(220), 신호 생성부(240), 및 모터(250)를 포함한다. 주파수 검출부(210)와 비교부(220)는 피드백 회로를 구성할 수 있으며, 신호 생성부(240)로부터 구동 신호(SD)를 인가받아 동작하는 모터(250)는 BLDC(Brushless DC) 모터일 수 있다.
도 1과 유사하게, 비교부(220)는 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM) 및 주파수 검출부(210)가 신호 생성부(240)로부터 검출한 주파수(fD)를 입력받으며, 검출된 주파수(fD)로 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)를 샘플링한다. 주파수 검출부(210)는 신호 생성부(240)가 모터(250)에 전달되는 구동 신호(SD)를 결정하기 위해 내부적으로 조절하는 파라미터로부터 주파수(fD)를 검출하거나, 또는 신호 생성부(240)가 출력하는 구동 신호(SD)로부터 직접 주파수(fD)를 검출할 수 있다. 즉, 주파수 검출부(210)가 검출하는 주파수(fD)는 모터(250)의 구동 신호(SD)로부터 결정되므로, 모터(250)의 구동 환경에 따라 변화할 수 있다.
비교부(220)는 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)를 주파수 검출부(210)가 검출한 주파수(fD)로 샘플링한다. 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)는 모터(250)의 구동 환경과 무관하게 외부에서 생성, 공급되는 신호로서 일정한 주기 및 듀티 값을 가지므로, 비교부(220)가 생성, 출력하는 샘플링 결과는 주파수 검출부(210)가 검출한 주파수(fD)에 의해서 결정된다. 따라서, 비교부(220)가 출력하는 샘플링 결과의 변동은 주파수 검출부(210)가 신호 생성부(240)로부터 검출하는 주파수(SD) 변동에 대응하는 것으로 볼 수 있으며, 이로부터 신호 생성부(240)는 모터(250)에 공급되는 구동 신호(SD)의 속도 변화를 감지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 장치를 간략하게 나타낸 블록도이다. 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 모터 구동 장치(300)는, 모터(350)의 속도를 검출하는 속도 검출부(310), 비교부(320), 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM) 주파수 검출부(330), 신호 생성부(340) 등을 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같이, 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)는 모터 구동 장치(300)와 무관하게 외부에서 생성되는 신호로서, 모터(350)의 구동 환경과 무관하게 일정한 주기 및 듀티 값 등을 가질 수 있다. 또한, 모터(350)는 BLDC 모터일 수 있다.
속도 검출부(310)는 모터(350)의 회전수로부터 모터(350)의 구동 속도를 검출한다. 모터(350)의 구동 속도는 사용자가 지정한 값으로 유지되어야 바람직하므로, 전체적인 모터 구동 장치(300)의 동작은 모터(350)의 속도를 검출하고, 검출된 속도가 사용자의 지시값보다 빠르면 신호 생성부(340)가 모터(350)로 출력하는 구동 신호(SD)를 조절하여 모터(350)의 속도를 늦추고, 반대로 검출된 속도가 지시값보다 빠르면 모터(350)의 속도를 증가시키도록 이뤄질 수 있다.
속도 검출부(310)는 모터(350)의 구동 속도를 검출하기 위해 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)의 주파수를 이용할 수 있다. 즉, 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM) 주파수 검철부(330)에서 검출한 주파수로 모터(350)를 동작시키는 구동 신호(SD)를 샘플링하고, 이 샘플링 결과로부터 모터(350)의 구동 속도를 검출할 수 있다. 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같은 샘플링 및 속도 검출 방법이 적용될 수 있다.
외부에서 공급되는 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)와 별개로, 신호 생성부(340)가 모터(350)에 공급하는 구동 신호(SD) 역시 펄스-폭-변조 신호 형태로 생성될 수 있다. 이 경우, 모터(350)의 속도는 구동 신호(SD)의 듀티 값에 의해 결정되며, 구동 신호(SD)의 듀티 값이 증가하면 모터(350)의 속도가 증가하고 구동 신호(SD)의 듀티 값이 감소하면 모터(350)의 속도가 감소하게 된다.
모터(350)에 공급되는 구동 신호(SD)가 펄스-폭-변조 신호 형태인 경우, 속도 검출부(310)가 모터(350)의 구동 속도를 검출하는 방법 역시 구동 신호(SD)의 듀티 값에 기초할 수 있다. 즉, 구동 신호(SD)가 턴-온(turn-on)되어 하이(high) 값을 갖는 타이밍과, 턴-오프(turn-off)되어 로우(low) 값을 갖는 타이밍 사이의 비율에 의해 듀티 값이 결정되므로, 구동 신호(SD)의 주기와 하이(high) 값을 갖는 타이밍을 이용하여 구동 신호(SD)의 듀티 값을 계산하고 이를 모터(350)의 구동 회전수로 변환하여 모터(350)의 구동 속도를 검출할 수 있다.
비교부(320)는 듀티값 계산부(322), 회전수 생성부(324), 및 비교기(326)를 포함할 수 있다. 도 1 및 도 2와 유사하게 비교부(320)는 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)를 입력받으며, 듀티값 계산부(322)에서 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)의 듀티 값을 계산한다. 듀티값 계산부(322)는 속도 검출부(310)와 유사하게 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)의 주기와 하이(high) 값을 갖는 타이밍으로부터 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)의 듀티 값을 산출할 수 있다.
회전수 생성부(324)는 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)의 듀티값에 대응하는 모터(350)의 회전수를 생성한다. 회전수 생성부(324)는 미리 데이터 등으로 마련된 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)의 듀티 값과 모터(350)의 회전수의 대응 관계를 참조하여 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)의 듀티값에 대응하는 모터(350)의 회전수를 읽어들이거나, 또는 특정 공식에 따라 직접 연산을 수행하여 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)의 듀티 값에 따른 모터(350)의 회전수를 생성할 수 있다.
비교기(326)는 회전수 생성부(324)가 생성한 회전수를 속도 검출부(310)가 직접 검출한 모터(350)의 회전수와 비교하고, 비교 결과를 신호 생성부(340)에 송신한다. 속도 검출부(310)와 회전수 생성부(324)가 모두 모터(350)의 회전수 형식(format)으로 데이터를 전달하면, 비교기(326)는 단순히 이를 비교하여 속도 검출부(310)가 검출한 회전수가 회전수 생성부(324)의 출력 데이터보다 큰 지 여부를 신호 생성부(340)에 전달한다. 신호 생성부(340)는 비교기(326)의 비교 결과로부터 모터(350)의 속도를 증가시킬지 감소시킬지를 결정하여 구동 신호(SD)를 조절한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 방법을 설명하기 위해 제공되는 그래프이다. 도 4는, 제1 파형(410)과 제2 파형(420)은 동일한 주기 및 듀티 값을 갖는 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)를 서로 다른 주파수로 샘플링하는 과정을 설명하기 위해 제공된다.
제1 파형(410)을 참조하면, 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM) 신호를 제1 주파수로 샘플링하며, 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)가 턴-온(turn-on)되는 시간 동안 제1 주파수로 총 7번을 샘플링하게 된다. 반면, 제2 파형(420)의 경우, 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)를 제2 주파수로 샘플링하게 되고, 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)가 턴-온되는 시간 동안 제2 주파수로 총 5번을 샘플링하게 된다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 모터 제어 회로(100), 또는 모터 구동 장치(200, 300)에서 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)는 모터(250, 350)의 구동 환경과 무관하게 결정되는 신호일 수 있으며, 따라서 모터(250, 350)의 구동 환경이 변하더라도 그와 독립적으로 일정한 주기 및 듀티 값을 가질 수 있다. 반면, 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)를 샘플링하는데에 적용되는 주파수(fD)는 모터(250, 350)에 대한 구동 신호(SD)를 생성하는 신호 생성부(240, 340)로부터 검출되므로, 모터(250, 350)의 구동 환경에 따라 변할 수 있다.
결국, 일정한 주기와 듀티 값을 갖는 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)를, 모터(250, 350)의 구동 환경에 따라 결정되는 주파수(fD)로 샘플링함으로써 모터(250, 350)의 구동 환경에 따른 회전수 및 속도를 정확히 검출할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 샘플링 횟수가 감소하면 모터(250, 350)의 회전수가 환경적 요인 등에 의해 실제로 지시되는 속도보다 느려진 것으로 판단하고, 샘플링 횟수가 증가하면 모터(250, 350)의 회전수가 실제로 지시되는 속도보다 빨라진 것으로 판단한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다. 이하, 도 1의 실시예를 참조하여 도 5의 흐름도를 설명하나, 도 1 이외의 다른 실시예도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 모터 구동 방법은 내부 클럭 신호의 주파수를 검출하는 것으로 시작된다(S500). 내부 클럭 신호는 모터를 구동하기 위해 속도 제어부(140)에서 공급하는 구동 신호(SD)일 수 있으며, 주파수 검출부(110)에서 구동 신호(SD)의 주파수(fD)를 검출할 수 있다.
내부 클럭 신호의 주파수(fD)가 검출되면, 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)를 샘플링한다(S510). 일례로, 샘플링부(120)는 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)를 수신하고, 주파수 검출부(110)가 검출하는 내부 클럭 신호의 주파수(fD)를 이용하여 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)를 샘플링할 수 있다.
S510 단계의 샘플링 결과로부터, 모터를 구동하기 위한 내부 클럭 신호의 속도 변화를 감지할 수 있다(S520). 연산부(130)는 샘플링 결과를 이용하여 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)가 턴-온 된 시간 동안의 샘플링 횟수가 증가하면 모터의 구동 속도 역시 증가한 것으로 판단하고, 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)가 턴-오프 된 시간 동안의 샘플링 횟수가 감소하면 모터의 구동 속도 역시 감소한 것으로 판단한다.
S520 단계에서 감지한 속도 변화로부터, 모터의 회전수를 감지한다(S530). 앞서 설명한 바와 같이, 샘플링 횟수가 5% 감소한 것으로 인식하면, 모터에 실제로 공급되는 구동 신호(SD)로부터 계산되는 이론적인 회전수로부터 5%를 감소시켜 모터의 실제 회전수를 감지하고, 반대로 샘플링 횟수가 5% 증가한 것으로 인식하면, 모터에 실제로 공급되는 구동 신호(SD)로부터 계산되는 이론적인 회전수로부터 5%를 증가시켜 모터의 실제 회전수를 감지할 수 있다. 이렇게 감지된 모터의 실제 회전수는 사용자가 지시하는 모터의 동작 조건에 따라 모터가 실제로 동작하도록 구동 신호(SD)를 생성하는데 이용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 방법을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다. 이하, 도 2의 실시예를 참조하여 도 5의 흐름도를 설명하나, 도 2 이외의 다른 실시예도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 모터 구동 방법은 내부 클럭 신호의 주파수를 검출하는 것으로 시작된다(S600). 도 5의 경우와 유사하게, 내부 클럭 신호는 모터를 구동하기 위해 신호 생성부(240)에서 공급하는 구동 신호(SD)일 수 있으며, 피드백 회로(230)의 주파수 검출부(210)에서 구동 신호(SD)의 주파수(fD)를 검출할 수 있다.
주파수(fD)가 검출되면, 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)의 한 주기 동안의 샘플링 수를 카운팅한다(S610). 도 4에 도시한 그래프와 같이, 비교부(220)는 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)가 턴-온 된 시간 동안 주파수(fD)로 입력 펄스-폭-변조 신호(IPWM)를 샘플링하고 그 횟수를 카운팅할 수 있다. 샘플링 및 그 횟수 카운팅이 완료되면, 카운팅한 샘플링 횟수가 증가했는지 여부를 판단한다(S620). 샘플링 횟수의 증가 여부를 판단하는 단계는, 이전 주기와 현재 주기를 비교하여 이전 주기보다 샘플링 횟수가 증가했는지 감소했는지를 판단함으로써 수행될 수 있다.
S620 단계의 판단 결과, 샘플링 횟수가 증가한 것으로 판단되면, 신호 생성부(240)는 이 결과를 비교부(220)로부터 수신하여 내부 클럭 속도, 즉 구동 신호(SD)의 속도가 증가한 것으로 감지한다(S630). 반대로, 샘플링 횟수가 감소한 것으로 판단되면, 신호 생성부(240)는 내부 클럭 속도가 감소한 것으로 감지한다(S640).
신호 생성부(240)는 S630 또는 S640 단계에서 감지한 내부 클럭 속도, 즉 구동 신호(SD)의 속도 변화를 모터(250)의 회전수 감지에 반영하고(S650), 그로부터 모터(250)의 구동을 제어한다(S660). 구동 신호(SD)의 속도 변화가 모터(250)의 회전수 변화와 직결될 수 있으므로, 구동 신호(SD)의 속도가 증가 또는 감소한 비율만큼 모터(250)의 회전수도 증가 또는 감소하는 것으로 인식하여 신호 생성부(240)가 모터(250)로 출력하는 구동 신호(SD)를 제어함으로써, 온도 변화 등과 같은 외부 환경 변화를 고려한 모터(250) 제어 방법을 구현할 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 모터 제어 회로
200, 300 : 모터 구동 장치
240, 340 : 신호 생성부
250, 350 : 모터

Claims (10)

  1. 모터 구동 회로의 내부 클럭 신호의 주파수를 검출하는 주파수 검출부;
    상기 내부 클럭 신호의 주파수를 이용하여 입력 펄스-폭-변조(Pulse-Width-Modulation) 신호를 샘플링하는 샘플링부;
    상기 샘플링부의 샘플링 결과로부터 상기 내부 클럭 신호의 속도 변화를 감지하고, 상기 감지한 속도 변화로부터 모터의 회전수를 계산하는 연산부; 를 포함하는 모터 제어 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 샘플링부는,
    상기 내부 클럭 신호의 주파수를 이용하여 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 한 주기 동안의 샘플링수를 산출하는 모터 제어 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 연산부는,
    상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 한 주기 동안의 샘플링수가 감소하면 상기 내부 클럭 신호의 속도가 느려진 것으로 판단하고, 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 한 주기 동안의 샘플링수가 증가하면 상기 내부 클럭 신호의 속도가 빨라진 것으로 판단하는 모터 제어 회로.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연산부가 계산한 모터의 회전수로부터 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 속도 제어부; 를 더 포함하는 모터 제어 회로.
  5. 입력 펄스-폭-변조(Pulse-Width-Modulation, PWM) 신호의 주파수를 검출하는 주파수 검출부;
    모터의 구동 회전수를 검출하여 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 듀티 값에 따른 회전수와 비교하는 비교부; 및
    상기 비교부의 비교 결과에 기초하여 상기 모터에 대한 구동 신호를 생성하는 신호 생성부; 를 포함하고,
    상기 비교부는 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 주파수를 이용하여 상기 모터의 구동 회전수를 검출하는 모터 구동 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 비교부는,
    상기 모터를 구동하는 클럭 신호의 한 주기를 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 주파수로 샘플링하여 상기 모터의 구동 회전수를 검출하는 모터 구동 장치.
  7. 모터 구동 회로의 내부 클럭 신호의 주파수를 검출하는 단계;
    상기 내부 클럭 신호의 주파수를 이용하여 입력 펄스-폭-변조(Pulse-Width-Modulation, PWM) 신호를 샘플링하는 단계;
    상기 입력 펄스-폭-변조 신호에 대한 샘플링 결과로부터 상기 내부 클럭 신호의 속도 변화를 감지하는 단계; 및
    상기 감지한 속도 변화로부터 상기 모터의 회전수를 계산하는 단계; 를 포함하는 모터 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 샘플링 단계는,
    상기 내부 클럭 신호의 주파수에 기초하여 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 한 주기 동안의 샘플링 수를 카운팅하는 모터 제어 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 속도 변화 감지 단계는,
    상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 한 주기 동안의 샘플링수가 감소하면 상기 내부 클럭 신호의 속도가 느려진 것으로 판단하고, 상기 입력 펄스-폭-변조 신호의 한 주기 동안의 샘플링수가 증가하면 상기 내부 클럭 신호의 속도가 빨라진 것으로 판단하는 모터 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 감지한 속도 변화로부터 상기 모터의 회전 속도를 제어하는 단계; 를 더 포함하는 모터 제어 방법.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101388854B1 (ko) * 2012-08-22 2014-04-23 삼성전기주식회사 모터 구동 장치 및 모터 제어 방법
US9774279B1 (en) * 2017-03-02 2017-09-26 Borgwarner Inc. Brushless DC motor control and method
US11496083B2 (en) * 2019-11-15 2022-11-08 Medtronic Minimed, Inc. Devices and methods for controlling electromechanical actuators

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0823694A (ja) * 1994-07-07 1996-01-23 Hitachi Ltd 直流ブラシレスモータの速度制御装置
KR20030051223A (ko) * 2001-12-14 2003-06-25 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 전동기 구동 장치 및 그것을 이용한 냉동 장치
KR20080044561A (ko) * 2006-11-16 2008-05-21 현대모비스 주식회사 Ｂｌｄｃ 모터의 센서리스 위치 검출 방법
KR20110036979A (ko) * 2009-10-05 2011-04-13 충남대학교산학협력단 영구자석형 동기전동기의 속도/위치 관측기

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03124794U (ko) * 1990-03-29 1991-12-17
JPH0670594A (ja) * 1992-08-20 1994-03-11 Hitachi Ltd 空気調和機のファンモータ制御装置
JP4273560B2 (ja) * 1999-03-23 2009-06-03 パナソニック株式会社 モータの制御装置
NL1029659C2 (nl) * 2005-08-02 2007-02-05 Atlas Copco Airpower Nv Verwerkingseenheid.
JP2007060869A (ja) * 2005-08-26 2007-03-08 Rohm Co Ltd モータ駆動装置、方法およびそれを用いた冷却装置ならびに電子機器
JP2007151356A (ja) * 2005-11-30 2007-06-14 Nec Electronics Corp モータ制御回路及びモータ制御方法
KR20080058074A (ko) * 2006-12-21 2008-06-25 삼성전자주식회사 모터의 제어장치 및 그 방법
JP4798075B2 (ja) * 2007-06-26 2011-10-19 トヨタ自動車株式会社 モータ駆動システム
TWI394373B (zh) * 2007-10-17 2013-04-21 Dadny Inc 脈寬調變工作週期偵測電路
JP5327700B2 (ja) * 2008-10-02 2013-10-30 株式会社安川電機 誘導電動機の制御装置及びその制御方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0823694A (ja) * 1994-07-07 1996-01-23 Hitachi Ltd 直流ブラシレスモータの速度制御装置
KR20030051223A (ko) * 2001-12-14 2003-06-25 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 전동기 구동 장치 및 그것을 이용한 냉동 장치
KR20080044561A (ko) * 2006-11-16 2008-05-21 현대모비스 주식회사 Ｂｌｄｃ 모터의 센서리스 위치 검출 방법
KR20110036979A (ko) * 2009-10-05 2011-04-13 충남대학교산학협력단 영구자석형 동기전동기의 속도/위치 관측기

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