KR19980059780A - Linear compressor drive circuit - Google Patents
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Abstract
본 발명은 리니어 컴프레서 구동회로에 관한 것으로, 종래에는 리니어 모터 구동시 니리어 모터의 부하가 바뀌어 공진주파수를 바꾸어도 리니어 모터가 제대로 공진주파수에서 동작하지 못하는 문제점과 모터가 상승하고 있을 때 하강을 위한 권선에 전류가 흘러 손실이 발생하고 이에 따라 비효율적으로 구동하는 문제점이 있다. 따라서 본 발명은 입력되는 교류전원에 대하여 직류전압으로 정류하여 출력하는 정류부(100)와; 상기 정류부(100)의 출력에 대해 평활시켜 출력하는 평활용 콘덴서(C)와; 모터를 구동시키기 위한 제어신호를 출력하는 제어부(400)와; 상기 제어부(400)의 출력에 따라 온 또는 오프되어 리니어 모터(200)의 A권선 또는 B권선을 선택하기 위한 모터 구동부(500)와; 상기 리니어 모터(200)의 위치를 감지하여 상기 제어부(400)로 출력하는 위치센서(300)로 구성하여 리니어 모터의 A권선 또는 B권선을 동작시킴에 따라 흐르는 전류의 방향을 위치센서를 통해 검출된 위치센서신호의 피크치에서 바꾸어 주어 리너어 모터가 효율적으로 동작하도록 하고, 또한 리니어모터의 부하가 변동하더라도 공진주파수에서 구동하도록 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a linear compressor driving circuit. In the related art, a linear motor does not operate properly at a resonant frequency even when the load of the rear motor is changed and the resonant frequency is changed when the linear motor is driven, and a winding for falling when the motor is rising. There is a problem in that a current flows in the loss and thus inefficiently drives. Therefore, the present invention includes a rectifier 100 for rectifying and outputting a DC voltage to the AC power input; A smoothing capacitor (C) for smoothing and outputting the output of the rectifying unit (100); A controller 400 for outputting a control signal for driving the motor; A motor driver 500 for turning on or off according to the output of the controller 400 to select the A winding or the B winding of the linear motor 200; The position sensor 300 which detects the position of the linear motor 200 and outputs it to the controller 400 detects the direction of current flowing through the position sensor by operating the A winding or the B winding of the linear motor. By changing the peak value of the position sensor signal, the linear motor is operated efficiently and driven at the resonant frequency even if the load of the linear motor changes.
Description
본 발명은 리니어 컴프레서의 구동회로에 관한 것으로, 특히 리니어 모터의 A권선 또는 B권선을 동작시킴에 따라 흐르는 전류의 방향을 위치센서를 통해 검출된 위치센서 신호의 피크치에서 바꾸어 주어 리니어 모터가 효율적으로 동작하도록 한 리니어 컴프레서 구동회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving circuit of a linear compressor, and in particular, by changing the direction of the current flowing as the A or B windings of the linear motor are changed from the peak value of the position sensor signal detected by the position sensor, the linear motor can be efficiently A linear compressor driving circuit is made to operate.
종래의 리니어 컴프레서 구동회로는, 도 1에 도시된 바와같이, 입력되는 교류전원에 대하여 정류한 직류전압을 리니어 모터(10)의 A권선에 공급하여 동작시키는 다이오드(D2)와, 상기 다이오드(D2)와 역방향으로 연결되어 상기 리니어 모터(10)의 B권선을 동작시키는 역방향 다이오드(D1)로 구성된다.As shown in FIG. 1, a conventional linear compressor driving circuit includes a diode D2 for supplying a DC voltage rectified with respect to an input AC power source to the A winding of the linear motor 10, and the diode D2. It is composed of a reverse diode (D1) is connected in the reverse direction to operate the B winding of the linear motor (10).
이와같이 구성된 종래 기술에 대하여 살펴보면 다음과 같다.Looking at the prior art configured as described above is as follows.
교류전원(AC)이 입력될 때, 정방향(+)의 교류전원에 대하여는 다이오드(D2)가 온되어 정류하고, 이 정류된 직류전압을 리니어 모터(10)의 A권선에 공급하여 동작시킨다. 그러다가 부방향(-)의 교류전원이 공급되면 다이오드(D2)는 오프상태가 되고 역방향 다이오드(D1)가 온되어 정류한 전압을 상기 리니어 모터(10)의 B권선에 공급하여 동작시킨다.When the AC power source AC is input, the diode D2 is turned on and rectified with respect to the AC power source in the positive direction (+), and the rectified DC voltage is supplied to the A winding of the linear motor 10 to operate. Then, when the AC power in the negative direction (-) is supplied, the diode D2 is turned off and the reverse diode D1 is turned on to supply the rectified voltage to the B winding of the linear motor 10 to operate.
그러나, 상기와 같은 종래의 기술은 리니어 모터 구동시 리니어 모터의 부하가 바뀌어서 공진주파수를 바꾸어도 모터가 이를 쫓아가지 못하며, 모터가 상승하고 있을 때 하강을 위한 권선에 전류가 흘러 손실이 발생하고 이에 따라 비효율적으로 구동하는 문제점이 있다.However, in the conventional technique as described above, the load of the linear motor changes when the linear motor is driven so that the motor cannot follow it even when the resonant frequency is changed. There is a problem of driving.
따라서 상기에서와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 리니어 모터의 부하가 변동하더라도 그에 맞는 공진주파수에서 구동이 가능하도록 한 리니어 컴프레서 구동회로를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention for solving the above problems is to provide a linear compressor driving circuit that can be driven at a resonant frequency corresponding thereto even if the load of the linear motor changes.
본 발명의 다른 목적은 전류의 방향을 검출된 센서신호의 피크치에서 바꾸어주어 효율적인 구동이 가능하도록 한 리니어 컴프레서 구동회로를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a linear compressor driving circuit which enables efficient driving by changing the direction of current from the peak value of the detected sensor signal.
도 1은 종래의 리니어 컴프레서 구동회로도.1 is a conventional linear compressor driving circuit diagram.
도 2는 본 발명의 리니어 컴프레서 구동회로도.2 is a linear compressor driving circuit diagram of the present invention.
도 3은 도 2에서, 제어부의 상세블럭도.3 is a detailed block diagram of the control unit in FIG. 2;
도 4는 도 2에서, 각 부의 출력신호 파형도.4 is a waveform diagram of output signals of respective units in FIG. 2;
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
100 : 정류부 200 : 리니이 모터100: rectifier 200: Liney motor
300 : 위치센서 400 : 제어부300: position sensor 400: control unit
401 : 미분회로부 402 : 피크 검출부401: differential circuit 402: peak detector
403 : 사인 검출부 404 : 비교기403: sine detector 404: comparator
405 : P-I제어기 406, 407 : 게이트 구동부405: P-I controller 406, 407: gate driver
408 : 삼각파 발생부 500 : 모터 구동부408: triangle wave generator 500: motor drive unit
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 리니어 컴프레서의 구동회는, 도 2에 도시한 바와 같이, 입력되는 교류전원에 대하여 직류전압으로 정류하여 출력하는 정류부(100)와; 상기 정류부(100)의 출력에 대해 평활시켜 출력하는 평활용 콘덴서(C)와; 모터를 구동 시키기 위한 제어신호를 출력하는 제어부(400)와; 상기 제어부(400)의 출력에 따라 온 또는 오프되어 리니어 모터(200)의 A권선 또는 B권선을 선택하기 위한 모터 구동부(500)와; 상기 리니어 모터(200)의 위치를 감지하여 상기 제어부(400)로 출력하는 위치센서(300)로 구성한다.The drive circuit of the linear compressor of the present invention for achieving the above object, as shown in Figure 2, the rectifying unit 100 for rectifying and outputting a DC voltage with respect to the AC power input; A smoothing capacitor (C) for smoothing and outputting the output of the rectifying unit (100); A controller 400 for outputting a control signal for driving the motor; A motor driver 500 for turning on or off according to the output of the controller 400 to select the A winding or the B winding of the linear motor 200; The position sensor 300 detects the position of the linear motor 200 and outputs it to the control unit 400.
그리고, 상기 제어부(400)는, 도 3에 도시한 바와같이, 위치센서(300)로부터 출력되는 위치센서신호를 미분하는 미분회로부(401)와; 상기 위치센서신호의 피크치를 검출하여 출력하는 피크 검출부(402)와; 상기 미분회로부(401)의 출력신호로부터 사인(Sign) 신호를 검출하는 사인 검출부(403)와; 상기 피크 검출부(402)를 통해 검출된 피크치와 외부로부터의 지령치를 각각 받아 비례-적분하여 출력하는 P-I제어기(405)와; 소정의 삼각파를 발생시키는 삼각파 발생부(408)와; 상기 삼각파 발생부(408)에서 발생된 삼각파와 P-I제어기(405)의 출력값을 각각 입력받고 그 두 값을 비교하는 비교기(404)와; 상기 비교기(404)의 출력신호와 사인 검출부(403)의 검출신호를 각각 입력받아 논리적으로 논리곱하는 제2게이트 조합부와; 사인신호가 0일 때 비교기출력신호를 출력하는 제1게이트 조합부와; 상기 제2게이트 조합부의 출력에 따라 B권선을 구동시키기 위한 게이트 구동신호를 출력하는 제2게이트 구동부(407)와; 상기 제1게이트 조합부의 출력에 따라 A권선을 구동시키기 위한 제1게이트 구동부(406)로 구성한다.And, the control unit 400, as shown in Figure 3, the differential circuit unit 401 for differentiating the position sensor signal output from the position sensor 300; A peak detector 402 for detecting and outputting a peak value of the position sensor signal; A sine detector 403 for detecting a sine signal from an output signal of the differential circuit 401; A P-I controller 405 which receives the peak value detected through the peak detector 402 and the command value from the outside, and proportionally-integrates the outputs; A triangle wave generator 408 for generating a predetermined triangle wave; A comparator (404) for receiving the triangle wave generated by the triangle wave generator (408) and the output values of the P-I controller (405), respectively, and comparing the two values; A second gate combination unit which receives the output signal of the comparator 404 and the detection signal of the sine detector 403 respectively and logically ANDs it; A first gate combination unit configured to output a comparator output signal when the sine signal is zero; A second gate driver 407 for outputting a gate driving signal for driving the B winding according to the output of the second gate combination unit; The first gate driver 406 is configured to drive the winding A according to the output of the first gate combination unit.
이와같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation and effect of the present invention configured as described in detail as follows.
입력되는 교류전원을 정류부(100)에서 입력받아 정류한 직류전압을 평활용 콘덴서(C)에서 평활시키고 이 평활된 전압을 리니어 모터(200)의 A,B권선으로 공급할 때 제어부(400)에서 A권선 또는 B권선을 동작시키기 위하여 모터 구동부(500)의 모스 트랜지스터(FET1) 또는 (FET2)의 게이트로 하이신호를 출력하여 온시킨다.When the AC power input is inputted from the rectifier 100, the rectified DC voltage is smoothed by the smoothing capacitor C, and when the smoothed voltage is supplied to the A and B windings of the linear motor 200, the control unit 400 receives A. In order to operate the winding or the B winding, a high signal is output and turned on to the gate of the MOS transistor FET1 or FET2 of the motor driver 500.
그러면 리니어 모터(200)의 A권선 또는 B권선으로 전류가 흐르게 되고 이에따라 모터가 회전하게 된다.Then, a current flows in the A winding or the B winding of the linear motor 200, and the motor rotates accordingly.
이때 상기 리니어 모터(200)의 정확한 회전을 위해 모터의 위치를 감지하는데, 그 위치감지는 위치센서(300)가 행하고 감지한 위치센서신호를 상기 제어부(400)로 출력한다.At this time, the position of the motor is sensed for accurate rotation of the linear motor 200. The position detection outputs the position sensor signal detected by the position sensor 300 to the controller 400.
그러면 제어부(400)는 위치센서(300)의 위치센서신호와 외부로부터의 지령치를 가지고 리니어 모터(200)를 구동시키기 위한 제어신호를 출력하는데 이에 대하여 도 3에 의거하여 살펴보면 다음과 같다.Then, the control unit 400 outputs a control signal for driving the linear motor 200 with the position sensor signal of the position sensor 300 and the command value from the outside, which will be described with reference to FIG. 3.
위치센서(300)의 위치센서신호가 도 4a에서와 같이 검출되어 출력하면 이를 미분회로부(401)와 피크 검출부(402)에서 각각 입력받는데, 먼저 미분회로부(401)는 위치센서 신호를 미분하여 얻은 도 4b에서와 같은 신호를 사인 검출부(403)로 출력하고 피크 검출부(402)는 도 4d에서와 같은 위치센서신호의 피크치를 검출하고 그 피크치를 P-I 제어기(405)로 출력한다.When the position sensor signal of the position sensor 300 is detected and output as shown in FIG. 4A, the differential sensor unit 401 and the peak detection unit 402 are respectively input. The differential circuit unit 401 is obtained by differentiating the position sensor signal. The signal as shown in FIG. 4B is output to the sine detector 403, and the peak detector 402 detects the peak value of the position sensor signal as shown in FIG. 4D and outputs the peak value to the PI controller 405.
그러면, 상기 사인 검출부(403)은 미분회로부(401)를 통해 출력되는 신호로부터 도 3c에서와 같은 사인신호를 검출하여 제1게이트 조합부와 제2게이트 조합부의 일측입력단으로 각각 출력한다.Then, the sine detector 403 detects a sine signal as shown in FIG. 3C from the signal output through the differential circuit 401 and outputs the sine signal to one input terminal of the first and second gate combination units, respectively.
이때 P-I제어기(405)는 피크 검출부(402)에서 검출한 피크치와 외부로부터 입력되는 지령치를 각각 입력받아 비례 적분 동작을 행하여 얻은 도 4e에서와 같은 신호를 비교기(404)로 출력한다.At this time, the P-I controller 405 receives the peak value detected by the peak detector 402 and the command value input from the outside, respectively, and outputs a signal as shown in FIG. 4E obtained by performing a proportional integration operation to the comparator 404.
상기 비교기(404)는 P-I제어기(405)의 도 4e와 같은 출력신호와 삼각파 발생부(408)에서 발생되는 도 4f에서와 같은 삼각파를 각각 입력받아 비교 동작을 행하고, 비교결과 도 4g에서와 같은 펄스신호를 제1게이트 조합부와 제2게이트 조합부의 타측입력단으로 각각 출력한다.The comparator 404 receives an output signal as shown in FIG. 4E of the PI controller 405 and a triangle wave as shown in FIG. 4F generated by the triangle wave generator 408, and performs a comparison operation. As shown in FIG. The pulse signal is output to the other input terminal of the first gate combining unit and the second gate combining unit, respectively.
이에 상기 제2게이트 조합부는 사인 검출부(403)의 도 4c에서와 같은 신호와 비교기(404)의 도 4g에서와 같은 신호를 논리곱하여 제2게이트 구동부(407)로 출력하고, 제1게이트 조합부는 상기 사인 검출부(403)의 도 4c에서와 같은 신호와 비교기(404)의 도 4g에서와 같은 신호를 조합하여 제1게이트 구동부(406)로 출력한다.Accordingly, the second gate combination unit logically multiplies the signal as shown in FIG. 4C of the sine detector 403 by the signal as shown in FIG. 4G of the comparator 404, and outputs the result to the second gate driver 407. The signal as shown in FIG. 4C of the sine detector 403 and the signal as shown in FIG. 4G of the comparator 404 are combined and output to the first gate driver 406.
그러면 상기 제1게이트 구동부(406)는 제1게이트 조합부의 출력신호에 따라 도 4h에서와 같은 게이트신호를 리니어 모터(200)의 A권선을 구동하기 위해 출력하고, 제2게이트 구동부(407)는 제2게이트 조합부의 출력신호에 따라 도 4i에서와 같은 게이트신호를 상기 리니어 모터(200)의 B권선을 구동하기 위해 출력한다.Then, the first gate driver 406 outputs the gate signal as shown in FIG. 4H to drive the A winding of the linear motor 200 according to the output signal of the first gate combination unit, and the second gate driver 407 According to the output signal of the second gate combination unit, the gate signal as shown in FIG. 4I is output to drive the B winding of the linear motor 200.
이상에서와 같이 리니어 모트(200)의 A권선 또는 B권선을 동작시킴에 따라 흐르는 전류의 방향을 위치센서(300)를 통해 검출된 위치센서신호의 피크치에서 바꾸어 주어 리니어 모터가 효율적으로 동작하도록 한다.As described above, the direction of the current flowing by operating the A winding or the B winding of the linear motor 200 is changed from the peak value of the position sensor signal detected through the position sensor 300 so that the linear motor operates efficiently. .
상술한 바와 같이, 본 발명은 리니어 모터의 A권선 또는 B권선을 동작시킴에 따라 흐르는 전류의 방향을 위치센서를 통해 검출된 위치센서신호의 피크치에서 바꾸어 주어 리너어 모터가 효율적으로 동작하도록 하고, 또한 리니어 모터의 부하가 변동하더라도 공진주파수에서 구동하도록 한 효과가 있다.As described above, the present invention changes the direction of the current flowing in accordance with the operation of the winding A or B of the linear motor from the peak value of the position sensor signal detected through the position sensor so that the linear motor operates efficiently, In addition, even if the load of the linear motor changes, there is an effect that the drive at the resonance frequency.
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KR100237562B1 (en) | 2000-01-15 |
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