KR19990052521A - 브러시리스 dc 모타의 회전 속도 검출 회로 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로에 관한 것으로서, 브러시리스 DC 모타의 회전 속도를 검출하는 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로에 있어서, 상기 브러시리스 DC 모타의 권선의 U,V,W상 출력 전압을 입력하는 속도 입력부와, 상기 속도 입력부의 출력과 기준 전압을 비교하는 비교기와, 외부로부터 입력되는 클럭 신호와 리셋 신호들에 응답하여 상기 비교기의 출력을 전송하는 플립플롭 및 상기 플립플롭의 출력에 응답하여 상기 브러시리스 DC 모타의 속도를 제어하는 모타 속도 제어부를 구비함으로써 모타의 속도를 정확하게 측정할 수 있다.
Description
본 발명은 브러시리스 DC 모타 제어 회로에 관한 것으로, 특히 브러시리스 DC 모타의 회전 속도를 검출하기 위한 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로에 관한 것이다.
브러시리스 DC 모타는 브러시나 정류자를 사용하지 않는 모타이다. 브러시나 정류자를 사용하지 않기 때문에 정기적인 점검이 필요없으며, 브러시의 전압강하나 마찰손실이 없어서 좋다. 또한, 자석재료가 축에 장착되어 있을 뿐이기 때문에 관성 모우멘트(moment)를 작게 설계할 수 있어서 가속성능이 좋다. 이와같은 브러시리스 DC 모타를 제어하는데 있어서, 종래에는 모타 회전 중에 파워를 온(on) 또는 오프(off)하게 되면 모타가 큰 손상을 입게되고 심하게는 불에 타버리는 경우도 발생하게 된다. 이것을 방지하기 위하여 모타의 회전 중 파워를 온 또는 오프하기 위해서는 모타의 회전 속도를 감지하고 그때의 모타의 회전 속도에 맞추어서 파워 온/오프 시기를 결정한다. 모타의 회전 속도를 측정하기 위하여 종래의 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로는 U상의 전압만 측정하고 V,W상의 전압은 무시하였다. 그러다보니 모타의 회전 속도를 정확하게 측정할 수가 없게 되어 모타의 회전 속도를 정확하게 제어하는 것이 어려웠다.
따라서 본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 모타의 회전수를 정확하게 측정할 수 있는 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브러시리스(Brushless) DC 모타의 회전 속도 검출 회로의 블록도.
도 2는 상기 도 1에 도시된 모타 속도 입력부의 회로도.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은, 브러시리스 DC 모타의 회전 속도를 검출하는 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로에 있어서, 상기 브러시리스 DC 모타의 권선의 U,V,W상 출력 전압을 입력하는 속도 입력부와, 상기 속도 입력부의 출력과 기준 전압을 비교하는 비교기와, 외부로부터 입력되는 클럭 신호와 리셋 신호들에 응답하여 상기 비교기의 출력을 전송하는 플립플롭, 및 상기 플립플롭의 출력에 응답하여 상기 브러시리스 DC 모타의 속도를 제어하는 모타 속도 제어부를 구비하는 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로를 제공한다.
바람직하기는, 상기 속도 입력부는 상기 U,V,W상 출력 전압들을 입력하고 상기 U,V,W상 출력 전압들을 정류하는 정류부, 및 상기 정류부로부터 출력되는 전압과 외부로부터 입력되는 제어 전압에 응답하여 DC 전압을 출력하는 평활부를 구비하고, 상기 정류부는 상기 W상 출력 전압을 입력하는 제1 다이오드와, 상기 V상 출력 전압을 입력하는 제2 다이오드 및 상기 U상 출력 전압을 입력하는 제3 다이오드를 구비하고, 상기 제1 내지 제3 다이오드들의 출력이 결합되어 상기 정류부의 출력이 된다.
바람직하기는 또한, 상기 평활부는 상기 정류부의 출력단에 일단이 공통으로 연결되고 타단은 상기 비교기에 연결된 제1 저항과 상기 제1 저항의 타단과 접지단 사이에 연결되며 외부로부터 입력되는 제어 전압이 일단에 인가되는 제2 저항 및 상기 제2 저항에 병렬로 연결된 캐패시터를 구비한다.
바람직하기는 또한, 상기 기준 전압은 0.4볼트이고, 상기 비교기는 상기 속도 입력부의 출력이 상기 기준 전압보다 높으면 상기 비교기에 인가되는 전원 전압을 출력하고, 상기 모타 속도 입력부의 출력이 상기 기준 전압보다 낮으면 상기 비교기에 인가되는 접지 전압을 출력하며, 상기 플립플롭은 상기 리셋 신호가 액티브이면 리셋되고 상기 리셋 신호가 인액티브인 상태에서 상기 클럭 신호가 액티브될 때마다 상기 비교기의 출력을 상기 모타 속도 제어부로 전달하는 D플립플롭으로 구성한다.
상기 본 발명에 의하면 모타의 회전 속도를 정확하게 측정할 수 있다.
이하, 첨부 도면들을 통하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브러시리스(Brushless) DC 모타의 회전 속도 검출 회로의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로는 모타 속도 입력부(11), 비교기(21), 플립플롭(31) 및 모타 속도 제어부(41)를 구비한다. 상기 모타 속도 제어부에 브러시리스 DC 모타가 연결된다.
상기 모타 속도 입력부(11)는 브러시리스 DC 모타의 권선 U,V,W상 출력 전압들(Vu,Vv,Vw) 및 제어 전압(Vc)을 입력한다.
상기 비교기(21)는 상기 속도 입력부(11)의 출력과 기준 전압(Vref)을 비교한다. 상기 속도 입력부(11)의 출력은 상기 비교기(21)의 비반전 입력단(+)에 인가되고, 상기 기준 전압(Vref)은 상기 비교기(21)의 반전 입력단(-)에 인가된다. 따라서 상기 속도 입력부(11)의 출력이 상기 기준 전압(Vref)보다 높으면 상기 비교기(21)는 상기 비교기(21)에 인가되는 전원 전압(Vcc)을 출력하고, 상기 모타 속도 입력부(11)의 출력이 상기 기준 전압(Vref)보다 낮으면 상기 비교기(21)는 상기 비교기(21)에 인가되는 접지 전압(GND)을 출력한다. 상기 기준 전압(Vref)으로써 일반적으로 0.4볼트를 사용한다.
상기 플립플롭(31)은 외부로부터 입력되는 클럭 신호(ΦCK)와 리셋(reset) 신호(ΦR)에 응답하여 상기 비교기(21)의 출력을 상기 모타 속도 제어부(41)로 전송한다. 상기 리셋 신호(ΦR)가 논리 '1'로서 액티브(active)이면 상기 플립플롭(31)은 리셋되므로 플립플롭(31)의 출력 단자(Q)는 입력 단자(D)에 입력되는 데이터에 관계없이 논리 '0'을 출력한다. 상기 리셋 신호(ΦR)가 인액티브(inactive)이면 상기 플립플롭(31)은 상기 클럭 신호(ΦCK)에 따른다. 즉, 상기 클럭 신호(ΦCK)가 논리 '1'로서 액티브될 때마다 상기 플립플롭(31)은 상기 입력 단자(D)로 입력되는 데이터 즉, 상기 비교기(21)의 출력을 상기 모타 속도 제어부(41)로 전달한다.
상기 모타 속도 제어부(41)는 상기 플립플롭(31)의 출력에 응답하여 브러시리스 DC 모타의 속도를 제어한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 브러시리스 DC 모타의 권선의 U,V,W상 출력 전압들을 입력함으로써 브러시리스 DC 모타의 회전 속도를 정확하게 검출할 수가 있고 따라서, 브러시리스 DC 모타의 회전 속도는 정확하게 제어될 수가 있다.
도 2는 상기 도 1에 도시된 모타 속도 입력부(11)의 회로도이다. 도 2를 참조하면, 모타 속도 입력부(11)는 정류부(100)와 평활부(110)로 구성한다.
정류부(100)는 상기 브러시리스 DC 모타의 권선의 W상 출력 전압(Vw)을 입력하는 제1 다이오드(101)와, 상기 브러시리스 DC 모타의 권선의 V상 출력 전압(Vv)을 입력하는 제2 다이오드(102), 및 상기 브러시리스 DC 모타의 권선의 U상 출력 전압(Vu)을 입력하는 제3 다이오드(103)로 구성한다. 상기 U,V,W상 출력 전압들(Vu,Vv,Vw)이 각각 상기 제1 내지 제3 다이오드들(101,102,103)의 빌트인 전압(Built-In Voltage)보다 높을 경우, 상기 U,V,W상 출력 전압들(Vu,Vv,Vw)은 상기 제1 내지 제3 다이오드들(101,102,103)을 통과한다. 상기 U,V,W상 출력 전압들(Vu,Vv,Vw)이 각각 상기 제1 내지 제3 다이오드들(101,102,103)의 빌트인 전압(Built-In Voltage)보다 낮을 경우에는, 상기 U,V,W상 출력 전압들(Vu,Vv,Vw)은 상기 제1 내지 제3 다이오드들(101,102,103)에 의해 차단된다. 상기 제1 내지 제3 다이오드들(101,102,103)의 빌트인 전압은 저마늄(Germanium) 다이오드인 경우 0.7볼트이고, 실리콘(silicon) 다이오드인 경우 0.3볼트이다. 상기 제1 내지 제3 다이오드들(101,102,103)로부터 출력되는 전압들은 하나로 결합되어 상기 평활부(110)로 인가된다.
상기 평활부(110)는 상기 정류부(100)의 출력단에 일단이 공통으로 연결되고 타단은 상기 비교기(31)에 연결된 제1 저항(111)과 상기 저항(111)의 타단과 접지단(GND) 사이에 연결되며 제어 전압(Vc)에 따라 양단에 발생하는 전압이 변하는 제2 저항(112) 및 상기 제2 저항(112)에 병렬로 연결된 캐패시터(115)로 구성한다.
상기 정류부로부터 출력되는 전압은 상기 제1 저항 및 제2 저항(112)에 인가된다. 제2 저항(112)에 인가된 전압은 상기 캐패시터(115)에 충전된다. 상기 캐패시터(115)에 충전된 전압이 상기 비교기(21)의 비반전 입력단(+)으로 입력된다. 이때 상기 제어 전압(Vc)이 상기 제2 저항(112)에 인가되면 상기 캐패시터(115)에 충전되는 전압은 더 높아지게 되므로 상기 비교기(21)의 비반전 입력단(+)에 인가되는 전압도 비례하여 높아진다. 상기 제1 저항(111)과 상기 제2 저항(112)이 접속된 부분 즉, 노드(N1)에 나타나는 전압은 크기가 일정한 DC 전압이다. 상기 노드(N1)에 나타나는 DC 전압의 리플(ripple)은 상기 캐패시터(115)와 상기 제2 저항(112)의 시정수에 의해 결정된다. 즉, 상기 캐패시터(115)가 크면 상기 노드(N1)에 나타나는 DC 전압의 리플은 작아지고, 상기 캐패시터(115)가 작으면 상기 노드(N1)에 나타나는 DC 전압의 리플은 작아진다. 상기 노드(N1)에 나타나는 DC 전압의 리플이 작다는 것은 노드(N1)에 나타나는 DC 전압의 평활 상태가 좋다는 것을 나타낸다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 명백하다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 브러시리스 DC 모타의 권선의 U,V,W상 출력 전압들을 검출하여 모타의 회전수를 정확하게 측정할 수가 있고 따라서 브러시리스 DC 모타의 회전 속도는 정확하게 제어될 수가 있다.
Claims (7)
- 브러시리스 DC 모타의 회전 속도를 검출하는 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로에 있어서,상기 브러시리스 DC 모타의 권선 U,V,W상 출력 전압을 입력하는 속도 입력부;상기 속도 입력부의 출력과 기준 전압을 비교하는 비교기;외부로부터 입력되는 클럭 신호와 리셋 신호들에 응답하여 상기 비교기의 출력을 전송하는 플립플롭; 및상기 플립플롭의 출력에 응답하여 상기 브러시리스 DC 모타의 속도를 제어하는 모타 속도 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로.
- 제1항에 있어서, 상기 속도 입력부는상기 U,V,W상 출력 전압들을 입력하고 상기 U,V,W상 출력 전압들을 정류하는 정류부; 및상기 정류부로부터 출력되는 전압과 외부로부터 입력되는 제어 전압에 응답하여 DC 전압을 출력하는 평활부를 구비하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로.
- 제2항에 있어서, 상기 정류부는상기 W상 출력 전압을 입력하는 제1 다이오드;상기 V상 출력 전압을 입력하는 제2 다이오드; 및상기 U상 출력 전압을 입력하는 제3 다이오드를 구비하고,상기 제1 내지 제3 다이오드들의 출력이 결합되어 상기 정류부의 출력이 되는 것을 특징으로 하는 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로.
- 제2항에 있어서, 상기 평활부는상기 정류부의 출력단에 일단이 공통으로 연결되고 타단은 상기 비교기에 연결된 제1 저항;상기 제1 저항의 타단과 접지단 사이에 연결되며 외부로부터 입력되는 제어 전압이 일단에 인가되는 제2 저항; 및상기 제2 저항에 병렬로 연결된 캐패시터를 구비하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로.
- 제1항에 있어서, 상기 기준 전압은 0.4볼트인 것을 특징으로 하는 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로.
- 제1항에 있어서, 상기 비교기는 상기 속도 입력부의 출력이 상기 기준 전압보다 높으면 상기 비교기에 인가되는 전원 전압을 출력하고, 상기 모타 속도 입력부의 출력이 상기 기준 전압보다 낮으면 상기 비교기에 인가되는 접지 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로.
- 제1항에 있어서, 상기 플립플롭은 상기 리셋 신호가 액티브이면 리셋되고 상기 리셋 신호가 인액티브인 상태에서 상기 클럭 신호가 액티브될 때마다 상기 비교기의 출력을 상기 모타 속도 제어부로 전달하는 D플립플롭인 것을 특징으로 하는 브러시리스 DC 모타의 회전 속도 검출 회로.
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1997
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