KR19990017142A - 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로 - Google Patents

Abstract

모터 정지시에는 강제 구동 모드를 거쳐 자체 정류 모드로 구동하고, 모터 회전시에는 강제 구동 모드를 거치지 않고 바로 자체 정류 모드로 모터를 구동하도록 하는 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로를 개시한다.

본 발명의 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로는, 역전자기력 및 RC 지연신호를 입력으로하는 인버터와 상기 인버터의 신호를 R 입력에 공급받는 RS 랫치를 구비한 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로에 있어서, 역 전자기력 공급부, 비교기, 인버터 및 낸드게이트를 더 구비한다. 상기 역 전자기력 공급부는 모터의 U, V 혹은 W상에서 발생하는 역 전자기력을 공급한다. 상기 비교기는 역 전자기력을 미리 설정된 기준 전압과 비교한다. 상기 인버터는 상기 비교기 신호를 반전한다. 상기 낸드게이트는 상기 비교기의 출력과 파워-온 혹은 인에이블 펄스를 입력으로 하여 상기 RS래치의 S입력에 출력 신호를 공급한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 모터 정지시에는 강제 구동 모드를 거쳐 자체 정류 모드로 구동하고, 모터 회전시에는 바로 자체 정류 모드로 모터를 구동하여 출력 파워 트랜지스터의 손상을 방지하는 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로를 제공할 수 있다.

Description

무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로

본 발명은 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로에 관한 것으로, 특히, 모터 정지시와 회전시에 모터 구동모드를 달리하도록 하는 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로에 관한 것이다.

일반적으로, 무센서 무브러쉬 직류모터에 있어서, 모터가 정속 회전 중에 파워 오프(Power off)되면 완전히 정지하는데 브레이크 회로 동작시 약 7 ∼ 8초가 소요된다. 이 때 회전 속도가 어느 정도 이상이면, 즉, 파워 오프 후 약 1초 간격으로 다시 전원이 가해지면, 구동 IC(KA2811B)는 내부 오실레이터(Oscillator)에서 발생되는 클럭(Clock)으로 강제 구동 회로를 인에이블(enable)하여 일정 시간 동안의 강제 구동 모드(Start-up mode), 즉 동기 구동 모드(Synchronous Drive mode)를 지나게 된다. 그런데 이 때 모터는 회전 중이므로 모터의 각 상에서는 역 전자기력(Back Electro-magnetic Force)이 발생되고 있다. 모터가 어느 정도 이상으로 회전 중일 때 발생되는 역 전자기력은 30헤르쯔(Hz) 이상이다. 그러나 강제 구동 모드(start up mode)에서는 30Hz 이하로 출력단을 구동한다. 이미 모터가 30Hz 이상으로 회전중인 상태에서 강제 구동 회로(start up logic)에 의해서 다시 30Hz 이하로 강제 구동함에 의해서 모터 코일에의 순차 정류가 깨지면서 한 상의 상측과 하측 파워 트랜지스터(Transistor)가 동시에 온(On)하는 구간이 발생하여 점차적으로 출력 파워 트랜지스터가 손상을 입게 된다.

그러나 모터가 30Hz 이하로 회전 중일 때는 강제 구동 모드로 구동을 하더라도 모터의 역 전자기력이 강제 구동 주파수보다 작으므로, 모터 회전이 강제 구동 주파수에 의해 점차 증가하면서 순차 정류가 깨지지 않는다.

따라서 모터가 회전 중인 상태에서도 짧은 시간 간격으로 파워 온/오프 및 인에이블 핀(Enable PIN) 온/오프를 반복하더라도 파워 트랜지스터가 손상을 입어서는 안되므로 모터 정지시와 회전 시의 기동 모드를 달리할 필요성이 요구된다.

도 1 은 종래의 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어 회로도이다. 도면을 참조하면, 파워 온 혹은 인에이블 펄스가 인버터(122)를 거쳐 RS래치(110)의 S에 입력되고, 역 전자기력 및 RC 딜레이 신호가 인버터(132)를 거쳐 RS래치(110)의 R에 입력된다. RS래치의 출력이 하이 이면 강제 구동인 동기 구동(SYNCHRONOUS DRIVING) 상태를 나타내고, RS래치의 출력이 로우 이면 자체 정류(SELF COMMUTATION)를 나타낸다. 상기한 종래의 직류모터 구동모드 제어 회로는 모터 정지, 회전 중에 상관없이 항상 강제 구동 모드를 거쳐 자체 정류 모드로 들어가게 되는 단점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 직류모터 구동모드 제어회로에 있어서, 모터 정지시에는 강제 구동 모드를 거쳐 자체 정류 모드로 구동하고, 모터 회전시에는 강제 구동 모드를 거치지 않고 바로 자체 정류 모드로 모터를 구동하도록 하는 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로를 제공하는데 있다.

도 1 은 종래의 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어 회로도.

도 2 는 본 발명에 따른 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어 회로도.

상기 목적을 달성하기 위하여, 파워-온 혹은 인에이블 펄스가 인버터를 거쳐 S입력에 입력되고, 역 전자기력 및 RC 딜레이가 인버터를 거쳐 R입력에 입력되는 RS래치의 출력이 하이일 경우 강제 구동 모드, 로우일 경우 자체 정류 모드를 갖는 직류모터 구동모드 제어회로에 있어서, 역 전자기력 공급부, 비교기, 인버터 및 낸드게이트를 구비하는 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로가 제공된다.

상기 역 전자기력 공급부는 모터의 U, V 혹은 W상에서 발생하는 역 전자기력을 공급한다. 상기 비교기는 역 전자기력을 미리 설정된 기준 전압과 비교한다. 상기 인버터는 상기 비교기의 신호를 반전한다. 상기 낸드게이트는 상기 비교기의 출력과 파워-온 혹은 인에이블 펄스를 입력으로하여 상기 RS래치의 S입력에 출력신호를 공급한다.

상기 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로는, 모터의 U, V 혹은 W상에서 발생하는 역 전자기력을 미리 설정된 기준 전압과 비교하여, 모터가 정지시에는 상기 비교기의 출력이 로우가 되고, 종래의 직류모터 구동모드 제어회로와 같이 동작하도록 하여 강제 구동 모드와 자체 정류 모드를 거치도록 하고, 모터가 회전시에는 상기 비교기의 출력이 하이가 되어 RS래치의 출력이 로우가 되도록 함으로서 강제 구동 모드를 거치지 않고, 바로 자체 정류 모드가 되게 한다.

상기 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로는, 모터가 30Hz 이하로 회전중일 때는 30Hz이하로 강제 구동하는 강제 구동 모드를 거치게 하고, 모터가 30Hz 이상으로 회전 중일 때는 30Hz이하로 강제 구동하는 강제 구동 모드를 거치지 않고 바로 자체 정류 모드가 되도록 함으로서 한 상의 상측과 하측 트랜지스터가 동시에 턴-온 되는 것을 방지한다.

상기 모터의 U, V 혹은 W상에서 발생하는 역 전자기력을 공급하는 공급부는, 모터의 U, V 혹은 W상에서 발생하는 역 전자기력이 다이오드 및 제1 저항을 거쳐 비교기의 +입력에 공급되게 하며, 상기 제1 저항에 직렬연결된 제2 저항 및 상기 제2 저항에 병렬로 연결된 커패시터를 이용하여 안정된 전압을 공급하게 한다.

상기 역 전자기력을 미리 설정된 기준 전압과 비교하는 비교기는, 상기 공급부에서 공급된 역 전자기력과 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 반전된 출력신호로써 파워-온 혹은 인에이블 펄스와 함께 상기 낸드게이트를 통하여 RS래치의 S입력에 공급된다.

따라서, 본 발명에 따르면, 모터 정지시에는 강제 구동 모드를 거쳐 자체 정류 모드로 구동하고, 모터 회전시에는 바로 자체 정류 모드로 모터를 구동하여 출력 파워 트랜지스터의 손상을 방지하는 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로를 제공할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 2 는 본 발명에 따른 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어 회로도이다. 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어 회로는 역 전자기력 공급부(240), 비교기(250), 제1 인버터(252), 낸드게이트(223), 제2 인버터(232), 및 RS래치(210)를 구비한다.

그 동작은, U, V 혹은 W상의 역 전자기력이 다이오드(241), 제1 저항(242), 제2 저항(243), 및 상기 제2 저항과 병렬로 연결된 커패시터(244)로 구성된 공급부(240)를 거쳐 공급되어 비교기(250)에서 기준전압 Vref와 비교되고, 비교기(250)의 출력이 제1 인버터(252)를 거쳐 파워-온 혹은 인에이블 펄스 신호와 함께 낸드게이트(223)를 거쳐 RS래치(210)의 S입력으로 공급된다. 상기 RS래치(210)의 R입력에는 역 전자기력 및 RC 딜레이가 제2 인버터(232)를 거쳐 입력된다.

강제 구동 모드는 자체 정류(Self Commutation)를 하기 위해 모터 정지시에 역 전자기력을 발생시키기 위한 구간이다. 그러나 모터가 회전시에는 역 전자기력이 발생하고 있으므로, 강제 구동 모드를 거칠 필요가 없게 된다. 도 2 에서 역 전자기력과 RC 딜레이는 강제 구동 모드에서 자체 정류 모드로 전환되기 위한 조건을 나타낸다. 따라서 모터의 회전 유, 무를 판별하여 일정 속도 이상으로 회전 중일 때는 파워 온 시에 바로 자체 정류 모드로 구동을 하게 하는 회로를 추가한다. 즉, 모터의 한 상에서 발생하는 역 전자기력이 공급부(240)를 통해 설정된 기준 전압과 비교하는 비교기(250)에 공급되게 함으로서, 모터 정지시에는 비교기(250) 출력은 로우가 되고 RS래치(210)의 S입력은 종래의 파워-온 혹은 인에이블 펄스에 따라 좌우되고, RS래치(210)의 R입력은 종래의 역 전자기력 및 RC딜레이에 따라 좌우되어, RS래치(210)의 출력은 종래와 같이 강제 구동 모드를 거쳐 자체 정류 모드가 된다. 그러나 모터가 회전시에는 상기 비교기(250)의 출력이 하이가 되고, RS래치(210)의 S입력이 하이, R입력이 로우가 되어 RS래치(210)의 출력은 강제 구동 모드를 거치지 않고 바로 자체 정류 모드가 된다.

본 발명이 상기 실시 예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상적 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 직류모터 구동모드 제어회로에 있어서, 모터 정지시에는 강제 구동 모드를 거쳐 자체 정류 모드로 구동하고, 모터 회전시에는 강제 구동 모드를 거치지 않고 바로 자체 정류 모드로 모터를 구동하여 출력 파워 트랜지스터에 생길 수 있는 손상을 방지하는 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로를 제공할 수 있다.

Claims (5)

1. RS래치의 출력이 하이일 경우 강제 구동 모드, 로우일 경우 자체 정류 모드를 갖는 직류모터 구동모드 제어회로에 있어서,

   모터의 U, V 혹은 W상에서 발생하는 역 전자기력을 공급하는 공급부와, 역 전자기력을 미리 설정된 기준 전압과 비교하는 비교기 및 상기 비교기의 반전된 출력과 파워-온 혹은 인에이블 펄스를 입력으로 하여 상기 RS래치의 S입력에 출력 신호를 공급하는 낸드게이트를 구비하고, 역 전자기력 및 RC 딜레이가 인버터를 거쳐 상기 RS래치의 R입력에 입력되는 것을 특징으로 하는 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로는, 모터의 U, V 혹은 W상에서 발생하는 역 전자기력을 미리 설정된 기준 전압과 비교하여, 모터가 정지시에는 상기 비교기의 출력이 로우가 되어, 강제 구동 모드와 자체 정류 모드를 거치도록 하고, 모터가 회전시에는 상기 비교기의 출력이 하이가 되어 상기 RS래치의 출력이 로우가 되도록 함으로서 강제 구동 모드를 거치지 않고, 바로 자체 정류 모드가 되게 하는 것을 특징으로 하는 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로.
3. 제1항에 있어서, 상기 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로는, 모터가 30Hz 이하로 회전 중일 때는 30Hz이하로 강제 구동하는 강제 구동 모드를 거치게 하고, 모터가 30Hz 이상으로 회전 중일 때는 30Hz이하로 강제 구동하는 강제 구동 모드를 거치지 않고 바로 자체 정류 모드가 되도록 함으로서 한 상의 상측과 하측 트랜지스터가 동시에 턴-온 되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로.
4. 제1항에 있어서, 상기 모터의 U, V 혹은 W상에서 발생하는 역 전자기력을 공급하는 공급부는, 모터의 U, V 혹은 W상에서 발생하는 역 전자기력이 다이오드 및 제1 저항을 거쳐 비교기의 +입력에 공급되게 하며, 상기 제1 저항에 직렬연결된제2 저항 및 상기 제2 저항에 병렬로 연결된 커패시터를 이용하여 안정된 전압을 공급하게 함을 특징으로 하는 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로.
5. 제1항에 있어서, 상기 역 전자기력을 미리 설정된 기준 전압과 비교하는 비교기는, 상기 공급부에서 공급된 역 전자기력과 미리 설정된 기준 전압을 비교하여 파워-온 혹은 인에이블 펄스와 함께 상기 낸드게이트를 통하여 RS래치의 S입력에 공급됨을 특징으로 하는 무센서 무브러쉬 직류모터 구동모드 제어회로.