KR20020062822A - 브러시레스 모터 구동장치 - Google Patents

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KR20020062822A
KR20020062822A KR1020020003796A KR20020003796A KR20020062822A KR 20020062822 A KR20020062822 A KR 20020062822A KR 1020020003796 A KR1020020003796 A KR 1020020003796A KR 20020003796 A KR20020003796 A KR 20020003796A KR 20020062822 A KR20020062822 A KR 20020062822A
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카와고시히로카즈
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닛뽄덴끼 가부시끼가이샤
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    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
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Abstract

본 발명은 기동회로에 카운터를 이용하여 원활하게 기동할 수 있는 브러시레스 모터 구동장치를 제공하는 것으로서, 기동회로(30)에 클록신호(CK), 저회전 검출신호(ROT) 및 리셋신호(R바)가 공급되면, 저회전 검출신호(ROT)가 "H"레벨인 동안, 17비트의 메인카운터(40)는 클록신호(CK)를 풀카운트하고, 풀카운트 종료마다 펄스(mp)를 발생시키는 동시에, 3비트의 서브카운터(50)에서 메인카운터(40)로부터의 펄스(mp)를 카운트하고, 그 카운트마다 카운트치를 메인카운터(40)에 공급하여 메인카운터(40)의 상위 3비트의 풀카운트치를 감소시킴으로써 펄스(mp)가 출력되기까지의 시간을 짧게 하여 간다. 이 펄스(mp)에 의거하여 기동 패턴 발생회로(60)로부터 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')을 생성한다.

Description

브러시레스 모터 구동장치{BRUSHLESS MOTOR DRIVING DEVICE}
본 발명은 전기자 코일의 양 단에 발생하는 유기전압을 이용하여 회전자 위치를 검출하는 센서레스 방식의 브러시레스 모터 구동장치에 관한 것이다.
센서레스 방식의 브러시레스 모터 구동장치는, 회전자가 정지하고 있을 때, 전기자 코일에 유기전압이 발생하지 않기 때문에 회전자 위치를 검출할 수 없다. 이 때문에 기동시에 외부로부터 강제적으로 회전 자계를 주는 수단이 필요하게 된다. 이 수단을 갖는 브러시레스 모터 구동장치가 예를 들면, 일본 특허공개 소57-173385호 공보에 제안되어 있다. 이 공보에 기재된 브러시레스 모터 구동장치를 도 14를 참조하여 설명한다. 도면에 있어서, 전원(1)에는 전원스위치(2)를 통해 3상 브러시레스 모터의 전기자 코일(3)의 U상, V상, W상의 각 상과, 고정 타이머회로(4)가 접속되어 있다. 전기자 코일(3)은 회전자(10)의 주위에 대향되어 있다. 전기자 코일(3)의 U상, V상, W상의 각 상에는 구동회로(9)를 구성하는 트랜지스터(TR1, TR2, TR3)의 컬렉터가 각각 접속되고, 이들의 트랜지스터(TR1, TR2, TR3)의 이미터는 접지되어 있다. 또한 고정 타이머회로(4)에는, 전환 타이머회로(5)와 회전 자계 발생회로(6)가 접속되고, 전환 타이머회로(5)에는 전환회로(7)가 접속되어 있다. 전환회로(7)는, 회전 자계 발생회로(6)로부터 출력되는 구동회로(9)를 구동하는 전류와, 전기자 코일(3)의 각 상으로부터 검출하는 유기전압에 의거하는 구동전류를 전환하여 구동회로(9)에 공급하는 것이다. 전환회로(7)의 출력단에는 트랜지스터(TR1, TR2, TR3)의 베이스가 접속되어 있다. 또한 전환회로(7)의 입력단에는 유기전압 검출회로(8)가 접속되고, 유기전압 검출회로(8)의 입력단에는 전기자 코일(3)의 U상, V상, W상의 각 상이 각각 접속되어 있다.
이와 같이 구성되어 있기 때문에, 전원스위치(2)를 온하면, 전기자 코일(3)의 U상, V상, W상의 각 상의 한쪽이 전원(1)에 접속되고, 동시에 고정 타이머회로(4)가 동작하고, 전기자 코일(3)이 어떤 상, 예를 들면 W상을 여자하는 도 15(a)에 도시한 제어신호(S1)를 회전 자계 발생회로(6)에 일정시간 출력함과 동시에 전환 타이머회로(5)로 출력한다. 고정 타이머회로(4)로부터 제어신호(S1)가 출력되어 일정 시간 경과 후, 고정 타이머회로(4)가 오프한다. 이로써 회전 자계 발생회로(6)로부터는, 전기자 코일(3)의 U상, V상, W상을 각각 여자하기 위한 도 15(c), 15(d), 15(e)에 도시한 구동신호(S3, S4, S5)가 전환회로(7)를 통해 트랜지스터(TR1, TR2, TR3)의 베이스에 각각 출력된다. 전환회로(7)는 전환 타이머회로(5)로부터 출력되는 도 15(b)에 도시한 전환신호(S2)에 의해 도 14에 도시되어 있는 접속상태로 전환되고, 전환 타이머회로(5)로부터 출력되는 도 15(b)에 도시된 전환신호(S2)가 "L(로우)"레벨로 될 때까지 이 접속상태가 유지된다.
회전 자계 발생회로(6)로부터 출력되는 구동신호(S3, S4, S5)에 의해 트랜지스터(TR1, TR2, TR3)의 베이스에 차례로 구동신호를 전달하고, 전기자 코일(3)의 U상, V상, W상에는 전원(1)으로부터 차례로 전류가 흘러, 전기자 코일(3)에는 회전 자계가 발생하고, 회전자(10)는 회전을 시작한다. 이렇게 하여 모터를 기동시켜 소정시간 경과되면 전환 타이머회로(5)로부터 출력되는 전환신호(S2)가 "L"레벨로 되고, 전환회로(7)는 전환되어, 유기전압 검출회로(8)의 출력인 구동신호가 구동회로(9)에 출력되고, 트랜지스터(TR1, TR2, TR3)를 차례로 구동하여 3상 브러시레스 모터는 회전을 유지한다.
그런데, 상기한 구동장치의 회전 자계 발생회로(6)로부터 출력되는 구동신호는 펄스폭이 일정하기 때문에, 기동할 때의 상(相) 여자시간이 일정하게 되어, 기동에 시간이 걸리고 또한 원활하게 기동하지 않는다는 문제가 있다. 또한, 상 여자시간이나 고정 타이머회로(4)의 시간은 고정이며 임의로 변경할 수 없다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 기동시간을 단축할 수 있고 원활하게 기동할 수 있는 동시에 기동시의 여자시간을 임의로 설정 가능한 브러시레스 모터 구동장치를 제공하는 것이다.
(1) 본 발명의 브러시레스 모터 구동장치는, 기동시는 기동회로로부터의 기동 패턴에 의거하고, 기동 후는 각 상의 전기자 코일의 양 단에 발생하는 유기전압으로부터의 회전자 위치신호에 의거하여 각 상의 전기자 코일을 여자 제어하여 회전자를 회전 구동시키는 브러시레스 모터 구동장치에 있어서, 기동회로가, 클록신호를 가변의 풀카운트치까지 카운트 할때마다 펄스를 발생시키는 메인카운터와, 상기 펄스를 카운트하고 이 카운트치를 카운트마다 메인카운터에 공급하여 풀카운트치를 감소시키는 서브카운터와, 상기 펄스에 의거하여 기동 패턴을 생성하는 기동 패턴 발생회로를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.
(2) 본 발명의 브러시레스 모터 구동장치는, 상기 (1)항에 있어서, 서브카운터가 m비트 및 메인카운터가 n비트(m<n)로 이루어지고 풀카운트치 중 상위 m비트의 풀카운트치가 가변인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
(3) 본 발명의 브러시레스 모터 구동장치는, 상기 (2)항에 있어서, 메인카운터가, 카운터 접속된 n개의 플립플롭과, 각 플립플롭의 출력을 논리 곱하는 AND회로와, 상기 플립플롭 중 상위 m비트분의 각 플립플롭의 출력과 상기 AND회로 입력 사이에 접속한 m개의 스위치회로를 가지며, 서브카운터가, 카운터 접속된 m비트분의 플리플롭을 가지며, 각 스위치회로에, 메인카운터의 상위 m비트분의 각 플립플롭의 출력과, 서브카운터의 m비트분의 각 플립플롭의 출력을, m비트를 대응시켜 공급하고, 서브카운터의 카운트치에 대응하여 각 스위치회로로부터 메인카운터의 플립플롭의 출력 대신에 "H"레벨 전위를 출력하는 것을 특징으로 한다.
(4) 본 발명의 브러시레스 모터 구동장치는, 상기 (1) 내지 (3)항중 한 항에 있어서, 회전자의 회전수가 소정치에 도달하지 않은 것을 검출하는 저회전 검출회로와, 저회전 검출회로로부터의 검출출력에 의거하여 회전수가 소정치에 도달하면 출력을 기동 패턴으로부터 회전자 위치신호로 전환하는 전환스위치를 갖는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명 한 실시예의 모터 구동용 반도체집적회로의 블록도.
도 2는 도 1에 도시한 반도체집적회로의 동작을 설명하기 위한 타임차트.
도 3은 도 1에 도시한 반도체집적회로에 사용되는 기동회로의 블록도.
도 4는 도 3에 도시한 기동회로에 사용되는 메인카운터의 회로도.
도 5는 도 3에 도시한 기동회로에 사용되는 서브카운터의 회로도.
도 6은 도 4 및 도 5에 도시한 메인카운터 및 서브카운터의 동작을 설명하기 위한 타임차트.
도 7은 도 3에 도시한 기동회로에 사용되는 3상 기동 패턴 발생회로의 블록도.
도 8은 도 7에 도시한 3상 기동 패턴 발생회로에 사용되는 제1 및 제2 출력회로의 회로도.
도 9는 도 7에 도시한 3상 기동 패턴 발생회로에 사용되는 제3 출력회로의 회로도.
도 10은 도 8에 도시한 제1 출력회로의 동작을 설명하기 위한 타임차트.
도 11은 도 8에 도시한 제2 출력회로의 동작을 설명하기 위한 타임차트.
도 12는 도 9에 도시한 제3 출력회로의 동작을 설명하기 위한 타임차트.
도 13은 도 1에 도시한 반도체집적회로의 모터 기동시의 동작을 설명하기 위한 타임차트.
도 14는 종래의 브러시레스 모터 구동장치의 블록도.
도 15는 도 14의 브러시레스 모터 구동장치의 동작을 설명하기 위한 타임차트.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
21 : 3상 브러시레스 모터 24, 25, 26 : 전기자 코일
27 : 브리지 출력회로 28 : 유기전압 검출회로
29 : 저회전 검출회로 30 : 기동회로
31 : 전환스위치 35 : 제어회로
36 : 회전자 40: 메인카운터
41, 51 : D플립플롭 42(1), 42(2), 42(3) : 스위치회로
48 : 지연회로 50 : 서브카운터
55, 69 : 쇼트회로(네거티브 에지) 60 : 3상 기동 패턴 발생회로
61 : 제1 출력회로 62 : 제2 출력회로
63 : 제3 출력회로 64, 70 : T플립플롭(네거티브 에지)
이하, 본 발명의 한 실시예에 관해 도 1을 참조하여 설명한다. 도면에 있어서, 부호 100은 모터 구동용 반도체집적회로로서, 스타결선 3상 브러시레스 모터(21)와, 모터(21)의 회전속도 제어신호를 공급하는 마이크로컴퓨터(22)와, 기준 클록신호(CK)를 공급하는 발진기(23)와, 직류전원(VDD)이 접속되어 사용된다. 모터(21)의 전기자 코일(24, 25, 26)은, U상. V상, W상으로서 스타결선되어 있고, 일단측이 U상 단자(U), V상 단자(V), W상 단자(W)에 접속되고, 타단측이 중간점으로서 공통 접속되어 중간점단자(C)에 접속되어 있다. 전기자 코일(24, 25, 26)은, 회전자(36)의 주위에 대향하여 마련되어 있다. 마이크로컴퓨터(22)는 입력단자(S)에 접속되어 있다.
반도체집적회로(100)는, PWM 제어에 의해 전류량이 제어된 상 여자를 위한 전류를 소정의 타이밍으로 전기자 코일(24, 25, 26)에 공급하는 브리지 출력회로(27)와, 전기자 코일(24, 25, 26)의 양 단에 발생하는 유기전압을 검출하고, 유기전압의 극성이 반전하고, 다음에 극성이 반전하기까지의 제로 크로스점 사이를 반주기(π라디안)로 하는 구형파의 회전자 위치신호(Pu, Pv, Pw)를 생성하는 유기전압 검출회로(28)와, 회전자 위치신호(Pu, Pv, Pw)로부터 모터의 회전속도가 소정 회전수 이하인 것을 검출하는 저회전 검출회로(29)와, 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')을 생성하는 기동회로(30)와, 기동 패턴(PU', Pv', Pw')과 회전자 위치신호(Pu, Pv, Pw)를 전환하는 전환스위치(31)와, 마이크로컴퓨터(22)로부터의 회전속도 제어신호의 전압에 따라서 변화되는 펄스폭 변조용 전압으로서의 내부전압을 생성하는 내부전압 발생회로(32)와, 삼각파 전압을 생성하는 삼각파 발생회로(33)와, 내부전압 발생회로(32)로부터의 내부전압을 삼각파 발생회로(33)로부터의 삼각파 전압에서 펄스폭 변조한 PWM신호를 생성하는 비교기(34)와, 기동 패턴(Pu', Pv', Pw') 또는 회전자 위치신호(Pu, Pv, Pw)와 PWM신호에 의거하여 브리지 출력회로(27)에 대하여 통전 타이밍 제어 및 PWM 제어를 행하는 제어회로(35)를 구비하고 있다.
브리지 출력회로(27)는, 각 전기자 코일(24, 25, 26)로의 통전 타이밍을 제어하는 P채널형의 MOS 트랜지스터(Q1, Q2, Q3)와, 각 전기자 코일(24, 25, 26)로의 전류량을 소정의 타이밍으로 PWM 제어하는 N채널형의 MOS 트랜지스터(Q4, Q5, Q6)를 갖고 있다. MOS 트랜지스터(Q1, Q2, Q3)의 게이트에는 통전 타이밍 제어신호가, 또한 MOS 트랜지스터(Q4, Q5, Q6)의 게이트에는 전류량 제어신호가 제어회로(35)로부터 각각 공급된다. 트랜지스터(Q1과 Q4, Q2와 Q5, 및 Q3과 Q6)는 각각 직렬 접속되어 있고, 트랜지스터(Q1, Q2, Q3)의 소스 및 트랜지스터(Q4, Q5, Q6)의 소스는 각각 공통 접속되어 있고, 전원(VDD)과 접지 사이에 접속된다. 트랜지스터(Q1과 Q4, Q2와 Q5 및 Q3과 Q6)의 접속점은 모터(21)의 단자(U, V, W)에 각각 접속된다.
유기전압 검출회로(28)는, 전기자 코일(24, 25, 26)의 양 단에 발생하는 유기전압을 단자(U, V, W, C)로부터 검출하고, 도시하지 않은 내부의 적분회로 및 비교기를 통해, 유기전압의 극성이 반전하고, 다음에 극성이 반전하기 까지의 제로 크로스점 사이를 반주기(π라디안)로 하는 구형파의 회전자 위치신호(Pu, Pv, Pw)를 생성한다.
저회전 검출회로(29)는, 회전자 위치신호(Pu, Pv, Pw)에 의해 회전자(36)의 회전속도를 검출하고, 기동회로(30) 및 전환스위치(31)에 소정 회전수 이하인 때 "H"레벨의 신호를 공급하고, 소정 회전수를 넘으면 "L"레벨의 신호를 공급한다.
기동회로(30)는, 뒤에서 상세하게 설명하겠지만, 발진기(23)로부터 클록신호(CK)가, 저회전 검출회로(29)로부터 저회전 검출신호(ROT)가, 또한 외부로부터 리셋신호(R바)가 공급되고, 저회전 검출신호(ROT)가 "H"레벨인 동안, 전환스위치(31)를 통해 제어회로(35)에 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')을 공급한다
제어회로(35)는, 비교기(34)로부터 PWM신호가, 또한 전환스위치(31)로부터 기동 패턴(Pu', Pv', Pw') 또는 회전자 위치신호(Pu, Pv, Pw)가 공급되어, 각 전기자 코일(24, 25, 26)로의 통전 타이밍을 설정하는 동시에, MOS 트랜지스터(Q1, Q2, Q3)의 게이트에 출력하는 통전 타이밍 제어신호 및 MOS 트랜지스터(Q4, Q5, Q6)의 게이트에 출력하는 전류량 제어신호를 생성한다.
이상의 구성인 반도체집적회로(100)를 모터(21)에 접속한 경우의 동작을 설명한다. 기동시는 회전자(36)가 정지하고 있고 전기자 코일(24, 25, 26)의 양 단에 유기전압이 발생하지 않기 때문에, 저회전 검출회로(29)로부터 "H"레벨의 저회전 검출신호(ROT)가 전환스위치(31)에 공급되고, 제어회로(35)는 기동회로(30)로부터의 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')에 의해 회전자(36)의 회전을 제어한다. 회전자(36)가 회전하기 시작하면, 전기자 코일(24, 25, 26)의 양 단에 발생하는 유기전압이 단자(U, V, W, C)로부터 유기전압 검출회로(28)에 공급되고, 도시하지 않은 내부의 적분회로 및 비교기를 통해 회전자 위치신호(Pu, Pv, Pw)가 생성되어, 저회전 검출회로(29)에 공급된다. 회전자(36)의 회전속도가 소정 회전수 이하인 동안은 저회전 검출회로(29)로부터 "H"레벨의 저회전 검출신호(ROT)가 전환스위치(31)에 공급되고, 제어회로(35)는 기동회로(30)로부터의 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')에 의해 회전자(36)의 회전을 계속 제어한다. 회전자(36)의 회전속도가 소정 회전수를 넘으면,저회전 검출회로(29)로부터 "L"레벨의 저회전 검출신호(ROT)가 전환스위치(31)에 공급되고, 제어회로(35)는 유기전압 검출회로(28)로부터의 회전자 위치신호(Pu, Pv, Pw)에 의해 회전자(36)의 회전을 제어한다.
기동회로(30)로부터의 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')에 의한 모터(21)의 회전 제어에 관해서는 후술하고, 우선, 유기전압 검출회로(28)로부터의 회전자 위치신호(Pu, Pv, Pw)에 의한 모터(21)의 회전 제어를 도 2를 병용하여 설명한다. 전기자 코일(24, 25, 26)의 양 단에 발생하는 유기전압이 단자(U, V, W, C)로부터 유기전압 검출회로(28)에 공급되고, 도시하지 않은 내부의 적분회로 및 비교기를 통해 도 2(c)에 도시한 파형의 회전자 위치신호(Pu, Pv, Pw)가 생성되고, 전환스위치(31)를 통해 제어회로(35)에 공급된다. 회전자 위치신호(Pu, Pv, Pw)가 제어회로(35)에 공급되면, 제어회로(35)에서 회전자 위치신호(Pu, Pv, Pw)에 의해 통전 타이밍이 설정된다.
한편, 마이크로컴퓨터(22)로부터 내부전압 발생회로(32)에 회전속도 제어신호가 공급되면 회전속도 제어신호의 전압에 따라서 변화되는 펄스폭 변조용 전압으로서의 내부전압이 생성되어 내부전압 발생회로(32)로부터 비교기(34)의 비반전(+) 입력단자에 공급되고, 비교기(34)의 반전(-) 입력단자에 공급되고 있는 삼각파 발생회로(33)로부터의 삼각파 전압과 비교되어, 마이크로컴퓨터(22)의 내부에서 설정된 소망 회전수가 되도록 전류 제어하는 PWM신호가 생성되어 제어회로(35)에 공급된다. 또한 마이크로컴퓨터(22)로부터 공급되는 회전속도 제어신호는, 유기전압 검출회로(28)로부터의 회전자 위치신호로부터 도시하지 않은 내부회로에서 생성한 회전속도신호를 마이크로컴퓨터(22)에 공급하고, 마이크로컴퓨터(22) 내에서 설정한 소망 회전수의 신호와 비교하여 그 차이전압으로부터 생성된다.
제어회로(35)에 유기전압 검출회로(28)로부터 회전자 위치신호(Pu, Pv, Pw)가 공급되고 비교기(34)로부터 PWM신호가 공급되면, 브리지 출력회로(27)의 제어 타이밍이 설정되고, 이 제어 타이밍으로 브리지 출력회로(27)를 제어하는 통전 타이밍 제어신호 및 전류량 제어신호가 생성되고, 브리지 출력회로(27)의 MOS 트랜지스터(Q1, Q2, Q3)의 게이트에 통전 타이밍 제어신호가, 또한 MOS 트랜지스터(Q4, Q5, Q6)의 게이트에 전류량 제어신호가 공급되어, 도 2(b)에 도시한 차례로 각 트랜지스터(Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6)가 타이밍 제어되고, 모터(21)는, 3상 중 하이 사이드에 접속되는 상과 로우 사이드에 접속되는 상의 2상씩, 도 2(a)에 도시한 상의 차례로 전류가 흘러 여자되어 회전자(36)가 회전하고, 그 전류방향은 단자 V부터 W, U부터 W, U부터 V, W부터 V, W에서 U, V부터 U의 순으로 전환되는 6상태를 반복한다.
이어서, 기동회로(30)를 상세하게 설명한다. 기동회로(30)는, 도 3에 도시한 바와 같이, n비트로서 예를 들면 17피트의 메인카운터(40)와, m비트로서 예를 들면 3비트의 서브카운터(50)와, 3상 기동 패턴 발생회로(60)와, 2입력 AND회로(80)를 갖고 있다. 메인카운터(40)에는 발진기(23)로부터 클록신호(CK)가 공급되고, 2입력 AND회로(80)로부터 저회전 검출신호(ROT)와 리셋신호와의 논리곱이 공급되고, 서브카운터(50)로부터 전환신호(SEL1, SEL2, SEL3)가 공급된다. 서브카운터(50)에는, 2입력 AND회로(80)로부터 저회전 검출신호(ROT)와 리셋신호와의 논리곱이 공급되고,메인카운터(40)의 출력이 공급된다. 3상 기동 패턴 발생회로(60)에는, 2입력 AND회로(80)로부터 저회전 검출신호(ROT)와 리셋신호와의 논리곱이 공급되고, 메인카운터(40)의 출력이 공급된다.
메인카운터(40)는, 구체적인 구성예를 도 4에 도시한 바와 같이, 17개의 D플립플롭(41)과, 3개의 스위치회로(42)와, 3개의 5입력 AND회로(43)와, 2입력 AND회로(44)와, 4입력 AND회로(45)와, NOT회로(46)와, 2입력 NOR회로(47)와, 지연회로(48)를 갖고 있다. 각 D플립플롭(41)은, 각각이 상승 에지(포지티브 에지)를 판독하는 T플립플롭으로서 접속되고, 17개가 가산 카운터로서 접속되고, 초단이 클록신호(CK)의 입력단이 되고, 초단으로부터 5단째의 각각의 출력(Q)이 5입력 AND회로(43)(1)로의 5입력, 6단째로부터 10단째의 각각의 출력(Q)이 5입력 AND회로(43)(2)로의 5입력, 11단째로부터 14단째의 각각의 출력(Q)이 5입력 AND회로(43)(3)로의 4입력, 15단째의 출력(Q)이 스위치회로(42) (1)의 입력(IN1)으로의 입력, 16단째의 출력(Q)이 스위치회로(42)(2)의 입력(IN1)으로의 입력, 17단째의 출력(Q)이 스위치회로(42)(3)의 입력(IN1)으로의 입력으로 하고 있다. 각 스위치회로(42)는, 입력(IN2)이 각각 전원전압(VDD)을 입력, 스위치회로(42)(1)의 전환단자(SEL)가 서브카운터(50)로부터의 전환신호(SEL1)를 입력, 스위치회로(42)(2)의 전환단자(SEL)가 전환신호(SEL2)를 입력, 스위치회로(42)(3)의 전환단자(SEL)가 전환신호(SEL3)를 입력, 스위치회로(42)(1)의 출력이 5입력 AND회로(43) (3)의 나머지 1입력에의 입력 및 스위치회로(42)(2), 42 (3)의 출력이 2입력 AND회로(44)로의 2입력으로 하고 있다. 이들 각 스위치회로(42)는,전환단자(SEL)로의 입력이 "L"레벨인 때, 입력(IN1)측, 즉 D플립플롭(41)의 출력(Q)이 선택되고, "H"레벨인 때, 입력(IN2)측, 즉 전원전압(VDD)이 선택된다. 4입력 AND회로(45)는, 4입력이 각 5입력 AND회로(43) 및 2입력 AND회로(44)의 출력을 입력으로 하고, 출력이 메인카운터(40)의 출력으로 하는 동시에, 2입력 NOR회로(47)의 한쪽 입력으로의 입력으로 하고 있다. 2입력 NOR회로(47)는, 다른쪽의 입력이 NOT회로(46)를 통한 리셋신호(R바)의 입력으로 하고, 출력이 지연회로(48)의 입력으로 하고 있다. 지연회로(48)의 출력은 각 D플립플롭(41)의 리셋단자(R바)로의 입력으로 하고 있다.
서브카운터(50)는, 구체적인 구성예를 도 5에 도시한 바와 같이, 3개의 D플립플롭(51)과, NOT회로(52)와, 2입력 NAND회로(53)와, 3입력 NAND회로(54)와, 쇼트회로(55)를 갖고 있다. 각 D플립플롭(51)은, 각각이 상승 에지를 판독하는 T플립플롭으로서 접속되고, 3개가 가산 카운터로서 접속되고, 초단이 NOT회로(52)를 통해 2입력 NAND회로(53)의 출력의 입력단이 되고, 초단의 D플립플롭(51)의 출력(Q)이 메인카운터(40)로의 전환신호(SEL1), 2단째의 D플립플롭(51)의 출력(Q)이 전환신호(SEL2), 3단째의 D플립플롭(51)의 출력(Q)이 전환신호(SEL3)로 되는 동시에, 3개의 D플립플롭(51)의 출력(Q)이 3입력 NAND회로(54)로의 3입력, 리셋단자(R바)가 리셋신호(R바)를 입력으로 하고 있다. 2입력 NAND회로(53)는, 한쪽의 입력이 쇼트회로(55)의 출력을 입력으로 하고, 다른쪽의 입력이 3입력 NAND회로(54)의 출력을 입력으로 하고 있다. 쇼트회로(55)는, 메인카운터(40)의 출력을 입력으로 하고, 그 출력의 하강 에지에서 원쇼트펄스를 출력한다.
다음에 메인카운터(40)와 서브카운터(50)의 동작을 도 6을 병용하여 설명한다
(상태 1) 모터(21)의 기동이 시작되면, 메인카운터(40)에 발진기(23)로부터 1MHz(1주기=1㎲)의 클록신호(CK)가 공급되고, 저회전 검출회로(29)로부터 저회전 검출신호(ROT)의 "H"레벨이 2입력 AND회로(80)의 한쪽의 입력에 공급되고, 2입력 AND회로(80)의 다른쪽 입력에 리셋신호(R바)="L"레벨이 공급되고, 2입력 AND회로(80)로부터의 "L"레벨의 신호에 의해, 메인카운터(40) 및 서브카운터(50)의 각 D플립플롭(41, 51)이 리셋되어, 각각의 카운트수가 리셋되어, 상태 1이 세트된다. 이 때. 서브카운터(50)의 3개의 D플립플롭(51)의 출력(Q)은 모두 "L"레벨로 되고, 따라서 전환신호(SEL1, SEL2, SEL3)는 모두 "L"레벨로 메인카운터(40)에 공급되고, 또한 3입력 NAND회로(54)의 출력, 즉 2입력 NAND회로(53)의 다른쪽의 입력은 "H"레벨로 된다. 또한 각 스위치회로(42)는 출력으로서 입력(IN1)측이 선택되고, 15단째로부터 17단째의 D플립플롭(41)의 출력(Q)이 각 스위치회로(42)의 출력으로 되고, 5입력 AND회로(43) (3)의 1입력 및 2입력 AND회로(44)의 2입력으로 되고, 17비트의 상위 3피트의 풀카운트수는 "111"로 설정된다. 이 상태 1에서 초단의 D플립플롭(41)에 클록신호(CK)가 공급되면, 메인카운터(40)는 클록신호(CK)의 카운트를 스타트하고, 모든 D플립플롭(41)의 출력(Q)이 "H"레벨을 출력할 때까지 17비트를 풀로 카운트, 즉 시간 T1=1㎲×217=132ms가 경과할 때까지 카운트한다.
(상태 2) 시간 T1=132ms가 경과되면, 17개의 D플립플롭(41)의 출력(Q)이 모두 "H"레벨로 되고 모든 AND회로(43, 44, 45)의 논리곱은 "H"레벨로 되고 4입력AND회로(45)로부터 메인카운터(40)의 출력 및 2입력 NOR회로(47)의 입력으로서 첫번째 펄스(mp)를 출력한다. 2입력 NOR회로(47)에 공급된 펄스(mp)는 지연회로(48)에서 지연되어 17개의 D플립플롭(41)에 리셋신호(R바)="L"레벨로서 공급되고, 각 D플립플롭(41)이 리셋되고 메인카운터(40)의 카운트수가 리셋되어 상태 2가 세트된다. 메인카운터(40)의 출력으로서의 펄스(mp)는 서브카운터(50)의 쇼트회로 (55)의 입력에 공급되고 쇼트회로(55)로부터 펄스(mp)의 하강에 동기된 원쇼트펄스 (op)가 2입력 NAND회로(53)의 한쪽 입력에 공급되고 서브카운터(50)는 이 원쇼트펄스(op)를 카운트한다. 첫번째 펄스(mp)가 공급되면, 서브카운터(50)의 카운트치는 "001"로 되고, 즉 초단의 D플립플롭(51)의 출력(Q)이 "H"레벨, 2단째 및 3단째의 D플립플롭(51)의 출력(Q)이 "L"레벨로 되고 전환신호(SEL1, SEL2, SEL3)는 "H, L, L"레벨로 메인카운터(40)에 공급된다. 이 때 3입력 NAND회로(54)의 출력은 "H"레벨 그대로이다. 또한, 스위치회로(42)(1)는 출력으로서 입력(IN2)측이 선택되고, 스위치회로(42)(2) 및 42(3)은 출력으로서 입력(IN1)측이 선택되고, 15단째의 D플립플롭 (41)의 출력이 아니라, 전원전압(VDD), 즉 "H"레벨이 스위치회로(42)(1)를 통해 5입력 AND회로(43) (3)의 1입력으로 되고, 16단째 및 17단째의 D플립플롭(41)의 출력이 스위치회로(42)(2) 및 42 (3)을 통해 2입력 AND회로(44)의 2입력으로 되고, 17비트의 상위 3비트의 풀카운트수를 "110"으로 변경한다. 이 상태 2에서 초단의 D플립플롭(41)에 클록신호(CK)가 공급되면, 메인카운터(40)는 클록신호(CK)의 카운트를 스타트하고, 15단째 이외의 D플립플롭(41)의 출력(Q)이 모두 "H"레벨을 출력할 때까지, 17비트의 풀카운트수를 카운트, 즉, T2=1㎲×(217-214)=(132-16)ms=115ms가 경과할 때까지 카운트한다.
(상태 3) 시간 T2=115ms가 경과되면, 15단째 이외의 D플립플롭(41)의 출력(Q)이 모두 "H"레벨로 되고, 모든 AND회로(43, 44, 45)의 논리곱은 "H"레벨로 되고, 4입력 AND회로(45)로부터 메인카운터(40)의 출력 및 2입력 NOR회로(47)의 입력으로서, 2번째 펄스(mp)를 출력한다. 2입력 NOR회로(47)에 펄스(mp)가 공급되면, 상태 2와 같이, 메인카운터(40)의 카운트수가 리셋되고, 상태 3이 세트된다. 메인카운터(40)의 출력으로서의 펄스(mp)는, 상태 2와 같이, 서브카운터(50)에 공급되고, 서브카운터(50)는 쇼트회로(55)로부터의 원쇼트펄스(op)를 카운트한다. 2번째 펄스(mp)가 공급되면, 서브카운터(50)의 카운트치는 "010"으로 되고, 즉, 2단째의 D플립플롭(51)의 출력(Q)이 "H"레벨, 초단 및 3단째의 D플립플롭(51)의 출력(Q)이 "L"레벨로 되고, 전환신호(SEL1, SEL2, SEL3)는 "L, H, L"레벨로 메인카운터(40)에 공급된다. 이 때도, 3입력 NAND회로(54)의 출력은 "H"레벨 그대로이다. 또한 스위치회로(42)(2)는 출력으로서 입력(IN2)측이 선택되고, 스위치회로(42)(1) 및 42 (3)은 출력으로서 입력(IN1)측이 선택되고, 15단째의 D플립플롭(41)의 출력이 스위치회로(42)(1)를 통해 5입력 AND회로(43) (3)의 1입력으로 되고, 16단째의 D플립플롭(41)의 출력이 아니라, 전원전압(VDD), 즉 "H"레벨과, 17단째의 D플립플롭(41)의 출력이 스위치회로(42)(2) 및 42 (3)을 통해 2입력 AND회로(44)의 2입력으로 되고, 17비트의 상위 3피트의 풀카운트수를 "101"로 변경한다. 이 상태 3에서 초단의 D플립플롭(41)에 클록신호(CK)가 공급되면, 메인카운터(40)는 클록신호(CK)의 카운트를 스타트하고, 16단째 이외의 모든 D플립플롭(41)의 출력(Q)이 "H"레벨을 출력할때까지, 17비트의 풀카운트수를 카운트, 즉, T3=1㎲×(217-215)=(132-33)ms=99ms가 경과할 때까지 카운트한다.
(상태 4) 내지 (상태 8) 마찬가지로, 4입력 AND회로(45)로부터 메인카운터 (40)의 출력 및 2입력 NOR회로(47)의 입력으로서, 3번째 내지 7번째의 펄스(mp)를 출력한다. 2입력 NOR회로(47)에 3번째 내지 7번째의 펄스(mp)가 공급되면, 메인카운터(40)의 카운트수가 리셋되고, 상태 4 내지 8이 세트된다. 메인카운터(40)의 출력으로서, 서브카운터(50)에 3번째 내지 7번째의 펄스(mp)가 공급되면, 서브카운터(50)의 카운트치는 "O11" 내지 "111"로 되고, 전환신호(SEL1, SEL2, SEL3)로서 "H, H, L", "L, L, H", "H, L, H", "L, H, H", "H, H, H"레벨로 메인카운터(40)에 공급되고, 17비트의 상위 3비트의 풀카운트수를 "100", "011", "010", "001", "00O"으로 각각 변경한다. 이 때 3입력 NAND회로(54)의 출력은, 3번째 내지 6번째의 펄스(mp)가 공급되었을 때는 "H"레벨 그대로이고, 7번째의 펄스(mp)가 공급되엇을 때는 "L"레벨로 되고, 이 후, 리셋신호(R바)="L"레벨이 공급될 때까지, 펄스(mp)가 공급되더라도 카운트치는 "111" 그대로이고, 전환신호(SEL1, SEL2, SEL3)로서 "H, H, H"레벨을 출력한다. 이 상태 4 내지 8의 각각의 상태에서, 초단의 D플립플롭(41)에 클록신호(CK)가 공급되면, 메인카운터(40)는 클록신호(CK)의 카운트를 각각 스타트하고, 17비트의 풀카운트수를 각각 카운트, 즉, T4=1㎲×(217-215-214)=(132-33-16)ms=83ms, T5=1㎲×216=65ms, T6=1㎲×(216-214)=(65-16)ms=49ms, T7=1㎲×215=33ms, T8=1㎲×214=16ms가 경과할 때까지 카운트한다.
(상태 9 이후) 시간 T8=16ms가 경과되면, 4입력 AND회로(45)로부터 메인카운터(40)의 출력 및 2입력 NOR회로(47)의 입력으로서, 8번째의 펄스(mp)를 출력한다. 2입력 NOR회로(47)에 8번째의 펄스(mp)가 공급되면, 메인카운터(40)의 카운트수가 리셋되고, 상태 9가 세트된다. 이 후, 상술한 바와 같이, 리셋신호(R바)="L"레벨이 공급될 때까지, 서브카운터(50)는 메인카운터(40)로부터의 펄스(mp)가 공급되더라도 카운트수는 "111" 그대로이고, 전환신호(SEL1, SEL2, SEL3)로서 "H, H, H"레벨로 메인카운터(40)에 공급되고, 메인카운터(40)의 17비트의 상위 3피트는 카운트되지 않는다. 따라서, 상태 8과 같이, 메인카운터(40)는, 14비트까지를 풀로 카운트할 때까지, 즉, T=1㎲×214=16ms가 경과하기까지의 상태를 반복한다.
다음에, 3상 기동 패턴 발생회로(60)는, 구체적인 구성예를 도 7에 도시한 바와 같이 기동 패턴(Pu')을 생성하는 제1 출력회로(61)와, 기동 패턴(Pv')을 생성하는 제2 출력회로(62)와, 기동 패턴(Pw')을 생성하는 제3 출력회로(63)를 갖고 있다. 각 출력회로(61, 62, 63)는, 각각 입력(IN0, IN1, IN2, CK, R바), 출력(OUT, OUT바)를 가지며, 각각의 입력(CL)이 메인카운터(40)의 출력(mp)을 입력으로 하고, 각각의 입력(R바)이 리셋신호(R바)를 입력으로 하고 있다. 제1 출력회로(61)의 출력(OUT)이 U상의 기동 패턴(PU'), 제2 출력회로(62)의 출력(OUT)이 V상의 기동 패턴(Pv'), 제3 출력회로(63)의 출력(OUT)이 W상의 기동 패턴(Pw')을 출력으로 하고 있다. 제1 출력회로(61) 및 제2 출력회로(62)의 입력(IN0)은 제1 출력회로(61)의 출력(OUT바), 제3 출력회로(63)의 입력(IN0)은 제1 출력회로(61)의 출력(OUT)을 입력으로 하고 있다. 제1 출력회로(61)의 입력(IN1)은 제2 출력회로(62)의출력(OUT), 제2 출력회로(62) 및 제3 출력회로(63)의 입력(IN1)은 제2 출력회로(62)의 출력(OUT바)을 입력으로 하고 있다. 제1 출력회로(61) 및 제3 출력회로(63)의 입력(IN2)은 제3 출력회로(63)의 출력(OUT바), 제2 출력회로(62)의 입력(IN2)은 제3 출력회로(63)의 출력(OUT)을 입력으로 하고 있다.
제1 출력회로(61)와 제2 출력회로(62)는 동일 회로로서, 구체적인 구성예를 도 8에 도시한 바와 같이, 메인카운터(40)의 출력(mp)의 하강 에지(네거티브 에지)를 판독하는 T플립플롭(64)과, 입력(IN0, IN1, IN2)과 T플립플롭(64)의 출력(Q)의 부정논리합을 출력하는 4입력 NOR회로(65)와, 입력(IN0, IN1, IN2)과 T플립플롭(64)의 출력(Q)의 부정논리곱을 출력하는 4입력 NAND회로(66)와, 4입력 NAND회로(66)의 출력의 부정을 출력하는 NOT회로(67)와, 4입력 NOR회로(65) 및 NOT회로(67)의 출력의 부정논리합을 출력하는 2입력 NOR회로(68)와, 2입력 NOR회로(68)의 출력의 하강 에지에서 원쇼트펄스를 출력하는 쇼트회로(69)와, 쇼트회로(69)로부터의 원쇼트펄스의 하강 에지를 판독하고, 출력(Q)을 출력(OUT), 출력(Q바)를 출력(OUT바)으로 하는 T플립플롭(70)을 갖고 있다.
제3 출력회로(63)는, 구체적인 구성예를 도 9에 도시한 바와 같이, 도 8에 도시한 제1 출력회로(61) 및 제2 출력회로(62)와 같이, T플립플롭(64)과, 4입력 NOR회로(65)와, 4입력 NAND회로(66)와, NOT회로(67)와, 2입력 NOR회로(68)와, 쇼트회로(69)와, T플립플롭(70)을 갖고 있지만, 도 8과 다른 것은, T플립플롭(70)의 출력(Q)을 출력(OUT바), 출력(Q바)을 출력(OUT)으로 하고 있는 점이다.
다음에, 3상 기동 패턴 발생회로(60)의 동작을 도 10 내지 도 12를 병용하여설명한다.
(상태 1) 모터(21)의 기동이 시작되면, 상술한 바와 같이, 2입력 AND회로 (80)로부터 리셋신호(R바)="L"레벨이 출력되어, 3상 기동 패턴 발생회로(60)의 각 출력회로(61, 62, 63)에 공급되고, 각 출력회로(61, 62, 63)의 T플립플롭(64) 및 T플립플롭(70)은 리셋된다. 각 출력회로(61, 62, 63)의 T플립플롭(64) 및 T플립플롭(70)은 리셋되면, 각 T플립플롭(64) 및 T플립플롭(70)의 출력(Q)="L"레벨, 출력(Q바)="H"레벨로 된다. 따라서, 제1 출력회로(61)의 출력(OUT)=T플립플롭(70)의 출력(Q)=기동 패턴(Pu')="L"레벨, 출력(OUT바)=T플립플롭(70)의 출력(Q바)="H"레벨, 제2 출력회로(62)의 출력(OUT)=T플립플롭(70)의 출력(Q)=기동 패턴(Pv')="L"레벨, 출력(OUT바)=T플립플롭(70)의 출력(Q바)="H"레벨, 제3 출력회로(63)의 출력(OUT)=T플립플롭(70)의 출력(Q바)=기동 패턴(Pw')="H"레벨, 출력(OUT바)=T플립플롭(70)의 출력(Q)="L"레벨로 된다. 이 때, 각 출력회로(61, 62, 63)의 입력(IN0, IN1, IN2)은, 상술한 바와 같이, 각 출력회로(61, 62, 63)의 출력(OUT, OUT바)을 입력으로 하고 있고, 제1 출력회로(61)는 입력(IN0)="H"레벨, IN1="L"레벨, IN2="L"레벨, 제2 출력회로(62)는 입력(IN0)="H"레벨, IN1="H"레벨, IN2="H"레벨, 및 제3 출력회로(63)는 입력(IN0)="L"레벨, IN1="H"레벨, IN2="L"레벨로 되고, 제2 출력회로(62)의 입력(IN0, IN1, IN2) 모두가 "H"레벨로 된다. 또한 이 때, 3상 기동 패턴 발생회로(60)의 입력(CL)="L"레벨이다. 이 때, 각 출력회로(61, 62, 63)는, T플립플롭(64), 4입력 NOR회로(65) 및 NOT회로(67)의 출력="L"레벨, 2입력 NOR회로(68)의 출력="H"레벨, 쇼트회로(69)의 출력=T플립플롭(70)의 입력="L"레벨 이며, 상술한 상태 1인 동안(시간 T1=132ms), 3상 기동 패턴 발생회로(60)의 입력(CL)="L"레벨이기 때문에, 이들의 레벨이 유지된다.
(상태 2) 상술한 상태 1이 경과되면, 상술한 바와 같이, 메인카운터(40)로부터 첫번째 펄스(mp)가 출력되어 3상 기동 패턴 발생회로(60)의 입력(CL)으로서 공급되고, 각 출력회로(61, 62, 63)의 T플립플롭(64)은, 펄스(mp)의 하강 에지를 판독하고, 출력(Q)="H"레벨로 된다. 이 때, 입력(IN0, IN1, IN2) 모두가 "H"레벨인 제2 출력회로(62)만이, 4입력 NAND회로(66)의 4입력 모두가 "H"레벨로 되고, NOT회로(67)의 출력="H"레벨, 2입력 NOR회로(68)의 출력="L"레벨로 된다. 제2 출력회로(62)의 쇼트회로(69)는, 이 2입력 NOR회로(68)의 출력="L"레벨로 되는 하강 에지에서 원쇼트펄스를 T플립플롭(70)에 공급한다. 제2 출력회로(62)의 T플립플롭(70)은 원쇼트펄스의 하강 에지를 판독하고 출력(Q)="H"레벨, 출력(Q바)="L"레벨로 되고, 제2 출력회로(62)의 출력(OUT)=기동 패턴(Pv')="H"레벨, 출력(OUT바)="L"레벨로 된다. 이 때, 제2 출력회로(62)의 출력(OUT)을 입력으로 하는 제1 출력회로(61)의 입력(IN1)="H"레벨, 제2 출력회로(62)의 출력(OUT바)를 입력으로 하는 제2 출력회로(62) 및 제3 출력회로(63)의 입력(IN1)="L"레벨로 되고, 입력(IN0, IN1, IN2) 모두가 "H"레벨이였던 제2 출력회로(62)의 입력(IN1)이 "L"레벨로 되고, 제3 출력회로(63)의 입력(IN0, IN1, IN2) 모두가 "L"레벨로 된다. 따라서, 이 때, 제2 출력회로(62)는, 4입력 NAND회로(66)의 4입력중 1입력이 "L"레벨로 되고, NOT회로(67)의 출력="L"레벨, 2입력 NOR회로(68)의 출력="H"레벨로 된다. 이때, 이상 설명한 이외의 입출력 레벨은 상태 1의 레벨이 유지되어 있다. 메인카운터(40)로부터 2번째의 펄스(mp)가 출력되기 까지의 상태 2인 동안(시간 T2=115ms), 3상 기동 패턴 발생회로(60)의 입력(CL)="L"레벨이기 때문에, 이들의 레벨이 유지된다.
(상태 3) 상술한 상태 2가 경과되면, 상술한 바와 같이, 메인카운터(40)로부터 2번째 펄스(mp)가 출력되어, 3상 기동 패턴 발생회로(60)의 입력(CL)으로서 공급되고, 각 출력회로(61, 62, 63)의 T플립플롭(64)은, 펄스(mp)의 하강 에지를 판독하여, 출력(Q)="L"레벨로 된다. 이 때, 입력(IN0, IN1, IN2) 모두가 "L"레벨인 제3 출력회로(63)만이, 4입력 NOR회로(65)의 4입력 모두가 "L"레벨로 되고, 4입력 NOR회로(65)의 출력="H"레벨, 2입력 NOR회로(68)의 출력="L"레벨로 된다. 제3 출력회로(63)의 쇼트회로(69)는, 이 2입력 NOR회로(68)의 출력="L"레벨로 되는 하강 에지에서 원쇼트펄스를 T플립플롭(70)에 공급한다. 제3 출력회로(63)의 T플립플롭(70)은, 원쇼트펄스의 하강 에지를 판독하고, 출력(Q)="H"레벨, 출력(Q바)="L"레벨로 되고, 제3 출력회로(63)의 출력(OUT)=기동 패턴(Pw')="L"레벨, 출력(OUT바)="H"레벨로 된다. 이 때, 제3 출력회로(63)의 출력(OUT)을 입력으로 하는 제2 출력회로(62)의 입력(IN2)="L"레벨, 제3 출력회로(63)의 출력(OUT바)을 입력으로 하는 제1 출력회로(61) 및 제3 출력회로(63)의 입력(IN2)="H"레벨로 되고, 입력(IN0, IN1, IN2) 모두가 "L"레벨이였던 제3 출력회로(63)의 입력(IN2)이 "H"레벨로 되고, 제1 출력회로(61)의 입력(IN0, IN1, IN2) 모두가 "H"레벨로 된다. 따라서, 이 때, 제3 출력회로(63)는, 4입력 NOR회로(65)의 4입력중 1입력이 "H"레벨로되고, 4입력 NOR회로(65)의 출력="L"레벨, 2입력 NOR회로(68)의 출력="H"레벨로 된다. 이 때, 이상 설명한 이외의 레벨은 상태 2의 레벨이 유지되어 있다. 메인카운터(40)로부터 3번재의 펄스(mp)가 출력되기까지의 상태 3인 동안(시간 T3=99ms), 3상 기동 패턴 발생회로(60)의 입력(CL)="L"레벨이기 때문에, 이들의 레벨이 유지된다.
(상태 4 이후) 이하, 마찬가지로 동작하여, 도 10 내지 도 12에 도시한 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')이 3상 기동 패턴 발생회로(60)로부터 출력된다. 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')은, 상태 1로부터 상태 6까지의 기동 패턴턴(Pu', Pv', Pw')의 각 상태에서의 레벨이 상태 7 이후, 반복된다.
이상과 같이 하여, 각 상태의 계속시간을, 메인카운터(40)에서의 클록신호(CK)의 풀카운트 시간을 단축시킴으로서, 상태 1로부터 상태 8까지 단축시켜 가고, 상태 9 이후는 일정하게 하여, 상태 1로부터 상태 6까지의 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')의 각 상태에서의 레벨을 상태 7 이후에서 반복하여 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')이 생성된다.
다음에, 기동회로(30)로부터의 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')에 의한 모터(21)의 회전 제어에 관해 도 13을 병용하여 설명한다. 도 13(a)에 도시한 바와 같이, 클록신호(CK), 리셋신호(R바)="L"레벨 및 저회전 검출신호(ROT)의 "H"레벨이 기동회로(30)에 공급되면, 상술한 바와 같이, 기동회로(30)로부터, 도 13(b)에 도시한 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')이, 상태 1로부터 상태 8로, 시간이 T1=131ms, T2=115ms, …, T7=33ms, T8=16ms로 단축되고, 상태 9 이후, T9, TIO, …=T8=16ms로일정 시간으로, 저회전 검출회로(29)로부터의 저회전 검출신호(ROT)가 "L"레벨이 될 때까지, 전환스위치(31)를 통해 제어회로(35)에 공급된다.
도 13(b)에 도시한 상태 1의 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')="L, L, H"레벨이 제어회로(35)에 공급되면, 도 13(d)에 도시한 바와 같이, 브리지 출력회로(27)의 트랜지스터(Q2, Q6)가 타이밍 제어되어, 도 13(c)에 도시한 바와 같이, 하이 사이드에 접속되는 V상의 전기자 코일(25)과 로우 사이드에 접속되는 W상의 전기자 코일(26)에 단자(V)로부터 (W)로 전류가 흘러, V상의 전기자 코일(25)과 W상의 전기자 코일(26)이 여자되고, 도 13(e)에 도시한 바와 같이, 회전자(36)의 N극 및 S극은, 부정의 회전위치로부터, (ㄱ) 또는 (ㄴ)중 어느 하나의 회전위치에 고정된다.
다음에, 도 13(b)에 도시한 상태 2의 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')="L, H, H"레벨이 제어회로(35)에 공급되면, 도 13(d)에 도시한 바와 같이, 브리지 출력회로(27)의 트랜지스터(Q1, Q6)가 타이밍 제어되어, 도 13(c)에 도시한 바와 같이, 하이 사이드에 접속되는 U상의 전기자 코일(24)과 로우 사이드에 접속되는 W상의 전기자 코일(26)에 단자(U)로부터 (W)로 전류가 흘러, U상의 전기자 코일(24)과 W상의 전기자 코일(26)이 여자되어, 도 13(e}에 도시한 바와 같이, 회전자(36)의 N극 및 S극은, (ㄱ)의 회전위치로부터 우회전으로, 또는 (ㄴ)의 회전위치로부터 좌회전으로 (ㄷ)의 회전위치로 회전하기 시작한다.
다음에, 도 13(b)에 도시한 상태 3의 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')="L, H, L"레벨이 제어회로(35)에 공급되면, 도 13(d)에 도시한 바와 같이, 브리지출력회로(27)의 트랜지스터(Q1, Q5)가 타이밍 제어되어, 도 13(c)에 도시한 바와 같이, 하이 사이드에 접속되는 U상의 전기자 코일(24)과 로우 사이드에 접속되는 V상의 전기자 코일(25)에 단자(U)로부터 (V)로 전류가 흘러, U상의 전기자 코일(24)과 V상의 전기자 코일(25)이 여자되어, 도 13(e)에 도시한 바와 같이, 회전자(36)의 N극 및 S극은, (ㄷ)의 회전위치로부터 우회전으로 (ㄹ)의 회전위치로 회전한다.
이하, 마찬가지로, 도 13(b)에 도시한 상태 4 내지 상태 8의 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')이 제어회로(35)에 공급되면, 도 13(d)에 도시한 바와 같이, 트랜지스터가 Q3, Q5 →Q3, Q4 →Q2, Q4 →Q2, Q6 →Q1, Q6의 차례로 타이밍 제어되어 도 13(c)에 도시한 바와 같이 3상의 전기자중 하이 사이드에 접속되는 상과 로우 사이드에 접속되는 상과의 2상씩, W, V → W, U →V, U →V, W →U, W의 차례로 전류가 흘러 여자되어, 회전자(36)의 N극 및 S극은, 도 13(e)에 도시한 (ㄹ)의 회전위치로부터 우회전으로 회전을 가속해 나간다.
상태 9 이후는, 상태 8과 동일 길이의 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')이 상태 3으로부터 상태 8의 각 레벨을 반복하여 제어회로(35)에 공급되어, 회전자(36)의 N극 및 S극은, 우회전으로 회전을 가속해 나가, 회전자(36)가 소정의 회전속도가 되어 저회전 검출회로(29)로부터의 저회전 검출신호(ROT)가 "L"레벨로 되기까지, 제어회로(35)는 기동회로(30)로부터의 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')에 의해 회전자(36)의 회전을 제어한다.
이상으로 설명한 바와 같이, 기동회로(30)로부터의 기동 패턴(Pu', Pv', Pw')을 상태 1로부터 상태 6의 기동 패턴 레벨로 반복하고, 기동 패턴(Pu', Pv',Pw')의 각 상태의 길이를 상태 1=132ms, 상태 2=115ms, 상태 3=99ms, …, 상태8=16ms로, 상태 1을 가장 길게 하고, 이하, 차례로 짧게 하여가며, 상태 9 이후, 회전자(36)가 소정의 회전속도가 되어 저회전 검출회로(29)로부터의 저회전 검출신호(ROT)가 "L"레벨이 될 때까지, 상태 8과 같은 길이로 하여 회전자(36)의 회전을 제어하고 있기 때문에, 기동시간을 단축할 수 있고 원활하게 기동할 수 있는 브러시레스 모터 구동장치를 제공할 수 있다. 또한 메인카운터 및/또는 서브카운터의 비트수의 구성을 바꿈에 의해 기동시의 여자 시간를 임의로 설정 가능한 브러시레스 모터 구동장치를 제공할 수 있다. 또한 상기 실시예에서는, 본 발명을 3상 2극의 브러시레스 모터에 적용한 경우에 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 3상 4극의 브러시레스 모터에도, 4상식의 브러시레스 모터에도 적용 가능하다.
본 발명에 의하면, 기동회로를 n비트의 메인카운터와 m비트의 서브카운터와 기동 패턴 발생회로로 구성하고, 메인카운터에서 클록신호를 풀카운트 종료마다 펄스를 발생시키는 동시에, 메인카운터로부터의 펄스를 서브카운터에서 카운트하고, 그 카운트치에 대응하여 메인카운터의 풀카운트치를 감소시켜서 메인카운터의 풀카운트시간을 단축, 즉 메인카운터로부터의 펄스가 발생하는 간격을 단축해 나가, 이 펄스에 의거하여 기동 패턴 발생회로로부터 기동 패턴을 생성하도록 하고 있다. 따라서, 펄스가 발생하기까지의 기간이 가장 긴 기동 시작으로부터 최초의 펄스가 발생하기까지의 기간에서, 회전자의 위치가 부정의 회전위치로부터, 소정의 2개소중어느 하나의 회전위치로 고정되고, 다음 펄스가 발생하기까지의 기간에, 이 어느 하나의 회전위치로부터 1방향으로 회전하기 시작하고, 이 후의 펄스 발생까지의 기간마다, 서브카운터가 풀카운트될 때까지 그 시간을 단축하면서, 한 방향으로 회전을 가속하고, 서브카운터가 풀카운트 후는, 회전자가 소정의 회전속도가 되어 저회전 검출회로로부터의 저회전 검출신호가 "L"레벨이 될 때까지, 일정 시간에, 한 방향으로 회전을 가속시킴에 의해 회전자를 기동시킴으로써, 기동시간을 단축할 수 있고, 원활하게 기동할 수 있다. 또한 메인카운터 및/또는 서브카운터의 비트수의 구성을 변경함으로써 기동시의 여자시간을 임의로 변경할 수 있다.

Claims (4)

  1. 기동시는 기동회로로부터의 기동 패턴에 의거하고, 기동 후는 각 상의 전기자 코일의 양 단에 발생하는 유기전압으로부터의 회전자 위치신호에 의거하여 각 상의 전기자 코일을 여자(勵磁) 제어하여 회전자를 회전 구동시키는 브러시레스 모터 구동장치에 있어서,
    상기 기동회로가, 클록신호를 가변의 풀카운트치까지 카운트 할때마다 펄스를 발생시키는 메인카운터와, 상기 펄스를 카운트하고 이 카운트치를 카운트마다 메인카운터에 공급하여 상기 풀카운트치를 감소시키는 서브카운터와, 상기 펄스에 의거하여 기동 패턴을 생성하는 기동 패턴 발생회로를 갖고 있는 것을 특징으로 하는 브러시레스 모터 구동장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 서브카운터가 m비트 및 상기 메인카운터가 n비트(m<n)로 이루어지고, 상기 풀카운트치중 상위 m비트의 풀카운트치가 가변인 것을 특징으로 하는 브러시레스 모터 구동장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 메인카운터가, 카운터 접속된 n개의 플립플롭과, 각 플립플롭의 출력을 논리곱하는 AND회로와, 상기 플립플롭중 상위 m비트분의 각 플립플롭의 출력과 상기 AND회로 입력 사이에 접속된 m개의 스위치회로를 가지며,
    상기 서브카운터가, 카운터 접속된 m비트분의 플립플롭를 가지며,
    상기 각 스위치회로에, 상기 메인카운터의 상위 m비트분의 각 플립플롭의 출력과, 상기 서브카운터의 m비트분의 각 플립플롭의 출력을, m비트를 대응시켜 공급하고, 상기 서브카운터의 카운트치에 대응하여 상기 각 스위치회로로부터 상기 메인카운터의 플립플롭의 출력 대신에 "H"레벨 전위를 출력하는 것을 특징으로 하는 브러시레스 모터 구동장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 있어서,
    회전자의 회전수가 소정치에 도달하지 않은 것을 검출하는 저회전 검출회로와, 저회전 검출회로로부터의 검출출력에 의거하여 상기 회전수가 소정치에 도달하면 상기 구동 패턴으로부터 상기 회전자 위치신호로 전환하는 전환스위치를 갖는 것을 특징으로 하는 브러시레스 모터 구동장치.
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