KR101397822B1 - 모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터 - Google Patents

모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터에 관한 것으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 모터 구동 제어 장치는 구동 신호 생성부, 속도 검출부 및 주파수 결정부를 포함한다. 상기 구동 신호 생성부는 모터 장치의 구동을 제어하기 위한 구동 제어 신호를 생성한다. 상기 속도 검출부는 상기 모터 장치의 회전 속도를 검출한다. 상기 주파수 결정부는 상기 회전 속도에 따라, 상기 구동 제어 신호의 주파수를 가변하도록 상기 구동 신호 생성부를 제어한다.

Description

모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터 {APPARATUS AND METHOD FOR MOTOR DRIVE CONTROL, AND MOTOR USING THE SAME}
본 발명은 모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터에 관한 것이다.
모터 기술의 발전에 따라, 폭넓은 기술 분야에서 다양한 크기의 모터들이 사용되고 있다.
일반적으로, 모터는 영구자석과, 인가 전류에 따라 극성을 바꾸는 코일을 이용하여 회전자(Rotor)를 회전시켜 구동된다. 최초의 모터의 형태는 회전자에 코일을 구비한 브러시 타입의 모터가 존재하였으나, 모터의 구동에 의하여 브러시가 마모되거나 스파크가 발생하는 등의 문제점이 있다.
이로 인하여, 최근에는 다양한 형태의 브러시리스 모터의 사용이 범용적으로 이루어지고 있다. 브러시리스 모터는 브러시, 정류자 등의 기계적인 접촉 부를 없애고, 그대신 전자적인 정류기구를 이용하여 구동하는 직류 모터로서, 영구자석으로 이루어진 로터(rotor)와, 복수의 상에 대응되는 코일을 구비하여 각 코일의 상 전압에 의하여 발생하는 자기력에 의해 회전하는 회전자를 포함할 수 있다.
이러한 모터의 정확한 구동을 위해서는, 모터의 속도를 파악하여 구동을 제어하는 것이 요구된다.
여기에서, 이러한 속도 제어 신호로는 다양한 종류의 신호가 사용될 수 있다. 예컨대, 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, PWM) 신호나 DC 전압 신호가 속도로서 사용될 수 있다.
그러나, 이러한 속도 제어 신호의 종류가 상이함에 따라, 각 속도 신호의 종류마다 제어 회로를 구성해야만 한다. 따라서, 모터 구동 제어 장치의 구성이 복잡해지고, 이로 인하여 모터 구동 제어 장치의 크기가 커져야 하는 한계성이 있다.
하기의 선행기술문헌들은 이러한 모터 기술에 관한 것이나, 상술한 문제점을 해결하지 못하는 한계성을 가지고 있다.
한국 공개특허공보 제1998-061644호 일본 공개특허공보 특개2012-046075호
본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 아날로그-디지털 변환을 이용하여 속도 제어 신호의 종류를 간단하게 식별하고, 식별된 속도 제어 신호의 종류에 따라 용이하게 듀티비를 계산할 수 있는 모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 기술적인 측면은 모터 구동 제어 장치를 제안한다. 상기 모터 구동 제어 장치는 모터 장치의 속도 신호 또는 외부로부터 입력된 속도 지령 신호 중 적어도 하나를 이용하여 속도 제어 신호를 생성하는 제어부, 상기 속도 제어 신호의 듀티비를 산출하는 듀티비 산출부 및 상기 듀티비를 이용하여 모터 장치의 구동을 제어하는 구동 제어 신호를 생성하는 구동 신호 생성부를 포함한다. 여기에서, 상기 듀티비 산출부는 속도 제어 신호의 종류에 무관하게 상기 구동 제어 신호의 듀티비를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모터 구동 제어 장치는, 상기 구동 제어 신호에 따라, 상기 모터 장치의 복수의 상 중 적어도 하나에 구동 전력을 공급하는 인버터부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 속도 제어 신호는 펄스 폭 변조 신호 또는 직류 전압 신호를 포함하고, 상기 듀티비 산출부는 상기 속도 제어 신호가 상기 펄스 폭 변조 신호 또는 상기 직류 전압 신호 중 어느 것인지 식별하여 상기 듀티비를 산출 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 듀티비 산출부는, 상기 속도 제어 신호가 펄스 폭 변조 신호 또는 직류 전압 신호 중 어느 것에 해당하는지 판단하는 신호 식별기 및 상기 신호 식별기로부터 상기 직류 전압 신호를 제공받으면, 상기 직류 전압 신호에서 속도 정보를 검출하고 검출된 상기 속도 신호로부터 상기 듀티비를 산출하는 DC 듀티비 산출기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 듀티비 산출부는, 상기 신호 식별기로부터 상기 펄스 폭 변조 신호를 제공받으면, 상기 펄스 폭 변조 신호로부터 상기 듀티비를 산출하는 PWM 듀티비 산출기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 신호 식별기는 상기 속도 제어 신호를 아날로그-디지털 변환하고, 기 설정된 기준 시간 내에 상기 속도 제어 신호가 변화하면 상기 속도 제어 신호를 상기 DC 듀티비 산출기에 제공하고, 만일 변화하지 않으면 상기 속도 제어 신호를 상기 PWM 듀티비 산출기에 제공 할 수 있다.
본 발명의 제2 기술적인 측면은 모터를 제안한다. 상기 모터는, 외부에서 제공되는 구동 전력을 이용하여 회전 동작을 수행하는 모터 장치 및 구동 제어 신호에 따라 상기 모터 장치에 상기 구동 전력을 제공하여 상기 모터 장치의 구동을 제어하는 모터 구동 제어 장치를 포함한다. 여기에서, 상기 모터 구동 제어 장치는 속도 제어 신호의 종류에 무관하게 상기 구동 제어 신호의 듀티비를 결정하여 상기 구동 제어 신호를 생성한다.
일 실시예에서, 상기 속도 제어 신호는 펄스 폭 변조 신호 또는 직류 전압 신호 중 어느 하나일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모터 구동 제어 장치는ㅡ 상기 모터 장치의 속도 신호 또는 외부로부터 입력된 속도 지령 신호 중 적어도 하나를 이용하여 상기 속도 제어 신호를 생성하는 제어부, 상기 속도 제어 신호의 종류에 무관하게, 상기 듀티비를 산출하는 듀티비 산출부 및 상기 듀티비를 이용하여 상기 구동 제어 신호를 생성하는 구동 신호 생성부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 듀티비 산출부는, 상기 속도 제어 신호가 펄스 폭 변조 신호 또는 직류 전압 신호 중 어느 것에 해당하는지 판단하는 신호 식별기, 0상기 신호 식별기로부터 상기 직류 전압 신호를 제공받으면, 상기 직류 전압 신호에서 속도 정보를 검출하고 검출된 상기 속도 신호로부터 상기 듀티비를 산출하는 DC 듀티비 산출기 및 상기 신호 식별기로부터 상기 펄스 폭 변조 신호를 제공받으면, 상기 펄스 폭 변조 신호로부터 상기 듀티비를 산출하는 PWM 듀티비 산출기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 신호 식별기는 상기 속도 제어 신호를 아날로그-디지털 변환하고, 기 설정된 기준 시간 내에 상기 속도 제어 신호가 변화하면 상기 속도 제어 신호를 상기 DC 듀티비 산출기에 제공하고, 만일 변화하지 않으면 상기 속도 제어 신호를 상기 PWM 듀티비 산출기에 제공 할 수 있다.
본 발명의 제3 기술적인 측면은 모터 구동 제어 방법을 제안한다. 상기 모터 구동 제어 방법은 모터 장치의 구동을 제어하는 모터 구동 제어 장치에서 수행된다. 상기 모터 구동 제어 방법은, 속도 제어 신호를 디지털로 변환하는 단계, 디지털로 변화된 값이 기 설정된 기준 시간 내에 변화하는지에 따라, 상기 속도 제어 신호의 종류를 결정하는 단계 및 상기 속도 제어 신호의 종류에 따라 상이한 방법으로, 상기 속도 제어 신호로부터 듀티비를 계산하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 속도 제어 신호의 종류를 결정하는 단계는, 상기 디지털로 변화된 값이 기준 시간 내에 변화하는지 판단하는 단계, 만일 변화하면, 상기 속도 제어를 펄스 폭 변조 신호로 판단하는 단계 및 만일 변화하지 않으면, 상기 속도 제어를 직류 전압 신호로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 듀티비를 계산하는 단계는, 상기 속도 제어가 상기 직류 전압 신호이면, 상기 디지털로 변화된 값으로부터 속도 정보를 검출하는 단계 및 상기 검출된 속도 정보를 이용하여 상기 듀티비를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 듀티비를 계산하는 단계는, 상기 속도 제어가 상기 펄스 폭 변조 신호이면, 상기 펄스 폭 변조 신호로부터 상기 듀티비를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 아날로그-디지털 변환을 이용하여 속도 제어 신호의 종류를 간단하게 식별하고, 식별된 속도 제어 신호의 종류에 따라 용이하게 듀티비를 계산할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 모터 구동 제어 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1의 인버터 부의 일 예를 설명하기 위한 간략한 회로도이다.
도 3은 도 1의 듀티비 산출부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4 및 도 5는 펄스 폭 변조 신호와 직류 전압을 식별하기 위한 신호 식별기를 설명하기 위한 참고 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여 브러시리스 모터를 기준으로 본 발명을 설명한다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 것이므로, 본 발명의 권리범위가 반드시 브러시리스 모터로 한정되지 아니함은 명확하다.
또한, 이하에서는 모터 자체는 모터 장치(200)로 칭하고, 모터 장치(200)의 구동을 제어하는 모터 구동 제어 장치(100)와 모터 장치(200)를 포함하여 모터라 칭하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 모터 구동 제어 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
모터 장치(200)는 구동 제어 신호에 따라 회전 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 인버터부(130)로부터 제공되는 구동 전류에 의하여, 모터 장치(200)의 각 코일에 자기장이 발생될 수 있다. 이러한 코일들에서 발생하는 자기장에 의해 모터 장치(200)에 구비된 회전자가 회전할 수 있다.
모터 구동 제어 장치(100)는 구동 제어 신호에 따라 모터 장치(200)에 구동 전원을 제공하여 모터 장치(200)의 구동을 제어할 수 있다. 여기에서, 모터 구동 제어 장치(100)는 속도 제어 신호의 종류에 무관하게 구동 제어 신호의 듀티비를 결정하여 구동 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 구동 제어 신호는 가변적인 듀티비를 가지는 펄스 폭 변조 신호일 수 있다. 또한, 속도 신호는 모터 장치(200)의 구동 속도를 의미하는 신호이고, 속도 제어 신호는 속도 변화를 제어하기 위한 신호를 의미한다. 또한, 속도 지령 신호는 모터 구동 제어 장치(100)의 외부로부터 입력되는 속도 제어 요청에 관한 신호를 의미한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 모터 구동 제어 장치(100)는, 전원 공급부(110), 구동 신호 생성부(120), 인버터부(130), 속도 검출부(140), 제어부(150) 및 듀티비 산출부(160)를 포함할 수 있다.
전원 공급부(110)는 모터 구동 제어 장치(100)의 각 구성요소에 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(110)는 상용전원의 교류전압을 직류전압으로 변환하여 공급할 수 있다. 도시된 예에서, 점선으로 표기된 부분은, 전원 공급부(110)에서 소정의 전원이 공급되는 것을 의미하는 것이다.
구동 신호 생성부(120)는 인버터부(130)에 구동 제어 신호를 제공할 수 있다. 구체적으로, 구동 신호 생성부(120)는 듀티비 산출부(160)에서 제공된 듀티비를 이용하여 모터 장치(200)의 구동을 제어하는 구동 제어 신호를 생성할 수 있다.
여기에서, 구동 제어 신호는 펄스 폭 변조 신호(PWM, Pulse Width Modulation) 일 수 있다. 이러한 경우, 구동 신호 생성부(120)는 소정의 기준 파형(예컨대, 삼각파)에 가변적인 직류 레벨을 적용하여 펄스 폭 변조 신호의 듀티를 조절할 수 있다.
인버터부(130)는 모터 장치(200)가 동작하도록 할 수 있다. 구체적으로, 인버터부(130)는 구동 신호 생성부(120)에서 제공된 구동 제어 신호에 따라, 모터 장치의 복수의 상 중 적어도 하나에 구동 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 인버터부(130)는 구동 제어 신호에 따라 직류 전압을 복수 상(예컨대, 3상 내지 4상) 전압으로 변환하여 모터 장치(200)의 코일(상기 복수의 상에 대응)들에 각각 인가하여 자기장을 발생시키도록 할 수 있다.
이러한 인버터부(130)에 대해서는, 도 2를 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
속도 검출부(140)는 모터 장치(200)의 회전 속도를 검출할 수 있다. 속도 검출부(140)는 회전 속도에 대한 속도 신호를 제어부(150)에 제공할 수 있고, 제어부(150)는 이를 기초로 속도 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 속도 검출부(140)는 역기전력을 검출하여 모터 장치(200)의 회전 속도를 산출할 수 있다. 또는 속도 검출부(140)는 검출된 역기전력을 하여 제어부(150)에 제공하여 모터 장치(200)의 상 전환 시점을 결정하는 데 사용하도록 할 수 있다.
제어부(150)는 모터 장치(200)의 상 전환 시점을 확인하고, 확인된 상 전환 시점을 이용하여 구동 제어 신호를 생성하도록 구동 신호 생성부(120)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(150)는 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점에 상 전환을 수행하도록 구동 신호 생성부(120)를 제어할 수 있다.
또한, 제어부(150)는 모터 장치(200)의 속도 신호 또는 외부로부터 입력된 속도 지령 신호 중 적어도 하나를 이용하여 속도 제어 신호를 생성할 수 있다.
여기에서, 속도 제어 신호는 다양한 종류의 신호를 포괄하여 지칭할 수 있다. 예를 들어, 속도 제어 신호는 펄스 폭 변조 신호 또는 직류 전압 신호를 포함할 수 있다.
듀티비 산출부(160)는 제어부(150)에서 제공된 속도 제어 신호의 듀티비를 산출할 수 있다. 듀티비 산출부(160)는 산출된 듀티비를 구동 신호 생성부(120)에 제공할 수 있고, 구동 신호 생성부(120)는 듀티비 산출부(160)에서 제공된 듀티비 또는 제어부(150)에서 제공된 상 전환 신호를 이용하여, 구동 제어 신호를 생성할 수 있다.
이러한 듀티비 산출부(160)에 대해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
도 2는 도 1의 인버터 부의 일 예를 설명하기 위한 간략한 회로도이다
도 1 및 도 2를 참조하면, 인버터부(130)는 + 전원단에 연결되는 복수의 상위 스위치 소자(SW1~SW3)와, 상위 스위치 소자(SW1~SW3) 각각과 전원단 사이에 구비되는 복수의 하위 스위치 소자(SW4~SW6)로 이루어지며, 각 상위 스위치 소자(SW1~SW3)와 하위 스위치 소자(SW4~SW6)의 접점은 모터 장치(200)의 각 코일(U,V,W)에 연결된다.
인버터부(130)의 상위 스위치 소자(SW1~SW3)는 차례로 턴 온되고, 하위 스위치 소자(SW4~SW6)는 연결된 상위 스위치 소자(SW4~SW6)와 반대의 상태로 온/오프 동작하는데, 이때, 스위치 소자(SW1)가 턴온 되면, 모터 장치(200)의 U 코일에 +전압이 인가되고, 동작 중, 스위치 소자(SW6)가 턴온 되면서 W 코일에는 -전압이 인가된다. 이에, U코일과 W 코일 간에 반대 극성의 자기력이 발생하고, 자기력의 상호 작용에 의하여 회전자가 60도 회전한다. 이어서, 스위치 소자(SW1)는 오프 되고, 스위치 소자(SW2)가 온 되면서, W 코일에 발생한 자기력과 반대 극성의 자기력이 V 코일에 발생하고, 이 자기력에 의하여 모터 장치(200)가 60도 더 회전한다. 마찬가지로, 스위치 소자(SW2)가 온 상태인 동안, 스위치 소자(SW6)가 오프 되고, 스위치 소자(SW4)가 온 되면서, U코일에 V 코일의 자기력과 반대 극성의 자기력이 발생하여, 회전자가 60도 더 회전한다. 다음으로, 스위치 소자(SW2)가 오프 되면서, 스위치 소자(SW3)가 온 되어, U 코일과 W 코일에 반대 극성의 자기력이 발생하고, 이에 모터 장치(200)가 60도 더 회전하고, 이어 스위치 소자(SW4)가 오프 되고 스위치 소자(SW5)가 온 되어, U코일과 V 코일의 자기력에 의해 회전자가 다시 60도 회전한다.
이러한 과정이 반복되어 이루어지면서, 회전자가 계속 회전하여 모터 장치(200)가 동작한다.
도 3은 도 1의 듀티비 산출부의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이고, 도 4 및 도 5는 펄스 폭 변조 신호와 직류 전압을 식별하기 위한 신호 식별기를 설명하기 위한 참고 그래프이다.
이하에서는, 도 3 내지 도 5를 참조하여 듀티비 산출부(160)에 대하여 더 상세히 설명한다.
듀티비 산출부(160)는 속도 제어 신호가 펄스 폭 변조 신호 또는 직류 전압 신호 중 어느 것인지 식별하여 듀티비를 산출할 수 있다. 도 3을 참조하여 더 상세히 설명하면, 듀티비 산출부(160)는 신호 식별기(161), DC 듀티비 산출기(162) 및 PWM 듀티비 산출기(163)를 포함할 수 있다.
신호 식별기(161)는 속도 제어 신호가 펄스 폭 변조 신호 또는 직류 전압 신호 중 어느 것에 해당하는지 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 신호 식별기(161)는 속도 제어 신호를 아날로그-디지털 변환하고, 기 설정된 기준 시간 내에 속도 제어 신호가 변화하면 상기 속도 제어 신호는 직류(DC) 전압 신호라 판단할 수 있다. 반면, 기 설정된 기준 시간 내에 속도 제어 신호가 변화하지 않으면, 속도 제어 신호는 펄스 폭 변조 신호(PWM)라 판단할 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하여, 신호 식별기(161)의 동작을 보다 상세히 설명하면, 신호 식별기(161)는 입력받은 속도 제어 신호를 아날로그-디지털 변환을 수행할 수 있다. 이를 위하여, 신호 식별기(161)는 아날로그-디지털 변환기(Analog-to-Digital Converter)로 구현될 수 있다.
이후, 신호 식별기(161)는 기 설정된 기준 시간 내에 속도 제어 신호의 값이 변화하는지를 판단한다.
도 4의 예에서, 기준 시간 내에 속도 제어 신호(Spwm)의 값이 변화하였으므로, 신호 식별기(161)는 해당 속도 제어 신호는 펄스 폭 변조 신호로 판단할 수 있다. 이는, 펄스 폭 변조 신호의 경우, 가변적인 펄스 폭을 가지나 일정한 주기를 가지기 때문이다. 따라서, 여기에서 기준 시간은 펄스 폭 변조 신호의 적어도 한 주기보다 큰 시간이 바람직하다.
반면, 도 5의 예에서는, 기 설정된 기준 시간 후에 속도 제어 신호(Svsp)의 값이 변경되었으므로, 신호 식별기(161)는 이를 직류 전압 신호로 판단할 수 있다. 이는 직류 전압 신호의 경우, 일정한 주기를 가지지 않기 때문이다.
한편, 직류 전압 신호의 경우라도, 기준 시간 내에 적어도 1번의 가변적인 값을 가지는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 신호 식별기(161)는 기 설정된 기준 시간 내에 속도 제어 신호의 값이 변화하는지 판단하는 과정을 복수 회 수행하여 속도 제어 신호의 종류를 판단할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 신호 식별기(161)는 속도 제어 신호가 직류 전압 신호이면, 이를 DC 듀티비 산출기(162)에 제공할 수 있다. 반면, 속도 제어 신호가 펄스 폭 변조 신호이면, 속도 제어 신호를 PWM 듀티비 산출기(163)에 제공할 수 있다.
DC 듀티비 산출기(162)는 신호 식별기(161)로부터 직류 전압 신호를 제공받으면, 직류 전압 신호에서 속도 정보를 검출하고 검출된 상기 속도 신호로부터 듀티비를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, DC 듀티비 산출기(162)는 신호 식별기(161)로부터 아날로그-디지털 변환된 직류 전압 신호를 입력받고, 아날로그-디지털 변환된 직류 전압 신호에 대하여 듀티비를 산출할 수 있다. 예를 들어, 일정 클락(예컨대, 10,000)을 기준으로, 아날로그-디지털 변환된 직류 전압 신호가 하이 값을 가지는 개수(예컨대, 2,000)를 검출하여 듀티비(20%)를 산출할 수 있다.
PWM 듀티비 산출기(163)는 신호 식별기(161)로부터 펄스 폭 변조 신호를 제공받으면, 펄스 폭 변조 신호로부터 듀티비를 산출할 수 있다.
여기에서, 신호 식별기(161)로부터 제공된 속도 제어 신호는 펄스 폭 변조 신호이므로, PWM 듀티비 산출기(163)는 신호 식별기(161)에 입력된 속도 제어 신호를 그대로 입력받을 수 있다. 즉, PWM 듀티비 산출기(163)는 신호 식별기(161)에서 바이패스된 펄스 폭 변조 신호를 입력으로 받을 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 모터 제어 방법의 일 실시예들을 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 일 실시예를 설명한다. 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 일 실시예는 도 1 내지 도 5를 참조하여 상술한 모터 구동 제어 장치(100)에서 수행되므로, 상술한 설명과 동일하거나 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 설명하지 아니한다.
도 6을 참조하면, 모터 구동 제어 장치(100)는 속도 제어 신호를 디지털로 변환할 수 있다(S610).
이후, 모터 구동 제어 장치(100)는 디지털로 변화된 값이 기 설정된 기준 시간 내에 변화하는지에 따라, 속도 제어 신호의 종류를 결정할 수 있다(S620).
모터 구동 제어 장치(100)는 속도 제어 신호의 종류에 따라 상이한 방법으로, 속도 제어 신호로부터 듀티비를 계산할 수 있다(S630).
도 7을 참조하면, 모터 구동 제어 장치(100)는 속도 제어 신호를 디지털로 변환할 수 있다(S710).
이후, 모터 구동 제어 장치(100)는 디지털로 변화된 속도 제어 신호가 기준 시간 내에 변화하는지 판단할 수 있다(S720).
만일 변화하면(S720, 아니오), 모터 구동 제어 장치(100)는 속도 제어를 펄스 폭 변조 신호로 판단하고(S731). 펄스 폭 변조 신호로부터 듀티비를 산출할 수 있다(S741).
반면, 디지털로 변화된 속도 제어 신호가 기준 시간 내에 변화하지 않으면(S720, 예), 모터 구동 제어 장치(100)는 속도 제어를 직류 전압 신호로 판단할 수 있다(S730).
이후, 모터 구동 제어 장치(100)는 디지털로 변화된 값으로부터 속도 정보를 검출하고(S730), 검출된 속도 정보를 이용하여 듀티비를 산출할 수 있다(S740).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100 : 모터 구동 제어 장치
110 : 전원 공급부
120 : 구동 회로부
121 : 비교기
122 : 제1 삼각파 생성기
123 : 제2 삼각파 생성기
124 : 스위치
130 : 인버터부
140 : 속도 검출부
141 : 비교기
142 : 로우 패스 필터
150 : 제어부
160 : 듀티비 산출부
161 : 영교차 추정기
162 : 주파수 결정기
200 : 모터 장치

Claims (15)

  1. 모터 장치의 속도 신호 또는 외부로부터 입력된 속도 지령 신호 중 적어도 하나를 이용하여 속도 제어 신호를 생성하는 제어부;
    상기 속도 제어 신호의 듀티비를 산출하는 듀티비 산출부; 및
    상기 듀티비를 이용하여 모터 장치의 구동을 제어하는 구동 제어 신호를 생성하는 구동 신호 생성부; 를 포함하고,
    상기 듀티비 산출부는
    속도 제어 신호의 종류에 무관하게 상기 구동 제어 신호의 듀티비를 결정하는 모터 구동 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모터 구동 제어 장치는
    상기 구동 제어 신호에 따라, 상기 모터 장치의 복수의 상 중 적어도 하나에 구동 전력을 공급하는 인버터부;를 더 포함하는 모터 구동 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 속도 제어 신호는
    펄스 폭 변조 신호 또는 직류 전압 신호를 포함하고,
    상기 듀티비 산출부는
    상기 속도 제어 신호가 상기 펄스 폭 변조 신호 또는 상기 직류 전압 신호 중 어느 것인지 식별하여 상기 듀티비를 산출하는 모터 구동 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 듀티비 산출부는
    상기 속도 제어 신호가 펄스 폭 변조 신호 또는 직류 전압 신호 중 어느 것에 해당하는지 판단하는 신호 식별기; 및
    상기 신호 식별기로부터 상기 직류 전압 신호를 제공받으면, 상기 직류 전압 신호에서 속도 정보를 검출하고 검출된 상기 속도 신호로부터 상기 듀티비를 산출하는 DC 듀티비 산출기; 를 포함하는 모터 구동 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 듀티비 산출부는
    상기 신호 식별기로부터 상기 펄스 폭 변조 신호를 제공받으면, 상기 펄스 폭 변조 신호로부터 상기 듀티비를 산출하는 PWM 듀티비 산출기; 를 더 포함하는 모터 구동 제어 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 신호 식별기는
    상기 속도 제어 신호를 아날로그-디지털 변환하고, 기 설정된 기준 시간 내에 상기 속도 제어 신호가 변화하면 상기 속도 제어 신호를 상기 DC 듀티비 산출기에 제공하고, 만일 변화하지 않으면 상기 속도 제어 신호를 상기 PWM 듀티비 산출기에 제공하는 모터 구동 제어 장치.
  7. 외부에서 제공되는 구동 전력을 이용하여 회전 동작을 수행하는 모터 장치; 및
    구동 제어 신호에 따라 상기 모터 장치에 상기 구동 전력을 제공하여 상기 모터 장치의 구동을 제어하는 모터 구동 제어 장치를 포함하고,
    상기 모터 구동 제어 장치는
    속도 제어 신호의 종류에 무관하게 상기 구동 제어 신호의 듀티비를 결정하여 상기 구동 제어 신호를 생성하는 모터.
  8. 제7항에 있어서, 상기 속도 제어 신호는
    펄스 폭 변조 신호 또는 직류 전압 신호 중 어느 하나인 모터.
  9. 제7항에 있어서, 상기 모터 구동 제어 장치는
    상기 모터 장치의 속도 신호 또는 외부로부터 입력된 속도 지령 신호 중 적어도 하나를 이용하여 상기 속도 제어 신호를 생성하는 제어부;
    상기 속도 제어 신호의 종류에 무관하게, 상기 듀티비를 산출하는 듀티비 산출부; 및
    상기 듀티비를 이용하여 상기 구동 제어 신호를 생성하는 구동 신호 생성부; 를 포함하는 모터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 듀티비 산출부는
    상기 속도 제어 신호가 펄스 폭 변조 신호 또는 직류 전압 신호 중 어느 것에 해당하는지 판단하는 신호 식별기;
    상기 신호 식별기로부터 상기 직류 전압 신호를 제공받으면, 상기 직류 전압 신호에서 속도 정보를 검출하고 검출된 상기 속도 신호로부터 상기 듀티비를 산출하는 DC 듀티비 산출기; 및
    상기 신호 식별기로부터 상기 펄스 폭 변조 신호를 제공받으면, 상기 펄스 폭 변조 신호로부터 상기 듀티비를 산출하는 PWM 듀티비 산출기; 를 포함하는 모터.
  11. 제10항에 있어서, 상기 신호 식별기는
    상기 속도 제어 신호를 아날로그-디지털 변환하고, 기 설정된 기준 시간 내에 상기 속도 제어 신호가 변화하면 상기 속도 제어 신호를 상기 DC 듀티비 산출기에 제공하고, 만일 변화하지 않으면 상기 속도 제어 신호를 상기 PWM 듀티비 산출기에 제공하는 모터.
  12. 모터 장치의 구동을 제어하는 모터 구동 제어 장치에서 수행되는 모터 구동 제어 방법에 있어서,
    속도 제어 신호를 디지털로 변환하는 단계;
    디지털로 변화된 값이 기 설정된 기준 시간 내에 변화하는지에 따라, 상기 속도 제어 신호의 종류를 결정하는 단계; 및
    상기 속도 제어 신호의 종류에 따라 상이한 방법으로, 상기 속도 제어 신호로부터 듀티비를 계산하는 단계; 를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 속도 제어 신호의 종류를 결정하는 단계는
    상기 디지털로 변화된 값이 기준 시간 내에 변화하는지 판단하는 단계;
    만일 변화하면, 상기 속도 제어를 펄스 폭 변조 신호로 판단하는 단계; 및
    만일 변화하지 않으면, 상기 속도 제어를 직류 전압 신호로 판단하는 단계; 를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 듀티비를 계산하는 단계는
    상기 속도 제어가 상기 직류 전압 신호이면, 상기 디지털로 변화된 값으로부터 속도 정보를 검출하는 단계; 및
    상기 검출된 속도 정보를 이용하여 상기 듀티비를 산출하는 단계; 를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 듀티비를 계산하는 단계는
    상기 속도 제어가 상기 펄스 폭 변조 신호이면, 상기 펄스 폭 변조 신호로부터 상기 듀티비를 산출하는 단계; 를 더 포함하는 모터 구동 제어 방법.
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