KR20050065190A - 비엘디씨 모터 구동장치 및 구동방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 BLDC 모터 구동장치 및 구동방법에 관한 것으로서, 릴레이부에 온/오프 신호를 제공하는 온/오프 제어부와 릴레이부 사이에 멀티 바이브레이터를 개재하고, 멀티 바이브레이터는 온/오프 제어부로부터 펄스 신호가 입력되면 소정 시간동안 하이 레벨 신호를 출력하고, 소정 시간동안 새로운 펄스 신호가 입력되지 않으면 소정 시간 종료시 로우 레벨 신호로 전환하여 출력하도록 함으로써, 온/오프 제어부의 결함으로 인하여 모터에 과전류가 흐르는 것을 방지할 수 있도록 한다.

Description

비엘디씨 모터 구동장치 및 구동방법{DEVICE AND METHOD FOR DRIVING BLDC MOTOR}

본 발명은 BLDC 모터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 BLDC 모터 구동을 위한 제어수단으로서 멀티바이브레이터를 사용함으로써, 마이크로 프로세서의 오동작으로 인하여 모터에 과전류가 인가되는 것을 방지할 수 있는 BLDC 모터에 관한 것이다.

BLDC 모터는 다수의 마그네틱 폴을 가지는 회전자와, U상 V상 W상 코일로 이루어진 고정자를 포함하며, 고정자측 코일의 각 상으로 전류를 흘려주고, 이 전류에 의해 코일에 자계가 발생하도록 하여 회전자를 회전시킨다.

BLDC 모터를 구동시키기 위하여 종래의 구동장치는 도 1 에 도시된 바와 같이 제어부(10), 인버터부(20), BLDC 모터 (30), 릴레이부 (40) 및 온/오프 제어부 (50) 로 구성되어 있다.

인버터부(20)는 제어부 (10) 에서 출력하는 게이트 신호(AH, AL, BH, BL, CH, CL)에 따라 턴 온/오프하는 6 개의 트랜지스터를 포함하는데, 신호(AH, BH, CH)에 의해 턴 온/오프하는 3개의 트랜지스터는 전원 전압단에 입력단이 연결된 상위 구동부라 할 수 있고, 신호(AL, BL, CL)에 의해 턴 온/오프하는 3개의 트랜지스터는 상위 구동부의 트랜지스터와 직렬 연결되어 출력단이 (도시하지 않은) 오차 증폭기와 연결되는 하위 구동부라 할 수 있다.

여기서, BLDC 모터 (30) 의 고정자 코일인 U상 코일, V상 코일, W상 코일은 상, 하위 구동부의 트랜지스터중 각 하나와 연결되어져 있다.

따라서, 제어부 (10) 가 게이트 신호를 인가하면, 상위 구동부와 하위 구동부의 트랜지스터중 각각 하나의 트랜지스터가 턴 온하고, 그에 따라 턴 온하는 트랜지스터를 전류 경로로 하여 U, V, W상 코일중 2개의 코일에 전류가 흘러 전계가형성어 BLDC 모터(30)가 회전한다.

한편, 릴레이부 (40) 는 온/오프 제어부 (50) 로부터 제어 신호를 입력받아 모터를 온/오프 한다. 구체적으로, 온/오프 제어부 (50) 로부터 하이 레벨의 제어 신호가 릴레이부 (40) 에 접속된 트랜지스터 (45) 의 게이트에 인가되면 릴레이부 (40) 에 전류가 흘러 가동 접점을 접속시켜 모터를 구동시키고, 로우 레벨의 제어 신호가 트랜지스터 (45) 의 게이트에 인가되면 릴레이부 (40) 에는 전류가 흐르지 않아 가동 접점은 단락되어 모터의 구동을 정지한다.

이때, 모터를 구동하는 동안에는 온/오프 제어부 (50) 는 계속하여 하이 레벨의 제어 신호를 인가하여야 하고, 모터를 정지하는 동안에는 계속하여 로우 레벨의 제어 신호를 인가하여야 한다.

그런데, 온/오프 제어부 (50) 나 트랜지스터 (45) 에 결함이 발생하여, 온/오프 제어부 (50) 로부터 계속하여 하이 레벨 신호가 출력될 경우에는, 릴레이부 (40) 에 계속하여 전류가 흐르게 되고, 그 결과 모터가 가열되어 손상되거나 화재의 위험이 있어왔다.

따라서, 본 발명에서는 온/오프 제어부 (50) 의 오동작이나 트랜지스터 (45) 의 결함에도 불구하고, 릴레이부 (40) 를 보다 안정적으로 스위칭할 수 있는 BLDC 모터 구동 장치 및 구동 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1태양은 BLDC 모터를 회전시키기 위한 게이트 신호를 출력하는 제어부, 게이트 신호에 따라 BLDC 모터의 3상 코일에 교번으로 전류가 흐르도록 하는 인버터부를 포함하는 BLDC 모터 구동장치에 있어서, 모터를 온/오프하는 릴레이부와 릴레이부에 온/오프 제어 신호를 제공하는 온/오프 제어부를 더 포함하며, 온/오프 제어부와 릴레이부 사이에 멀티 바이브레이터를 개재하며,

멀티 바이브레이터는 온/오프 제어부로부터 펄스 신호가 입력되면 소정 시간동안 하이 레벨 신호를 출력하고, 소정 시간동안 새로운 펄스 신호가 입력되지 않으면 소정 시간 종료시 로우 레벨 신호로 전환하여 출력하도록 구성되어 있는 BLDC 모터 구동장치를 제공한다.

본 발명의 제1태양에 따르면, 온/오프 제어부에서 펄스 신호를 인가하면 멀티 바이브레이터는 하이 레벨 신호를 출력하여 릴레이부의 가동 접점을 접속시켜 모터를 구동하고, 소정 시간 동안 새로운 펄스 신호가 입력되지 않으면 로우 레벨 신호를 출력하여 모터를 정지시킨다.

따라서, 본 발명의 제1태양에 의하면, 온/오프 제어부에서 출력되는 신호가 펄스 신호이고, 멀티 바이브레이터가 이 펄스 신호를 입력받아 하이 레벨 또는 로우 레벨의 릴레이부 제어 신호를 생성하며, 소정 시간 동안 펄스 신호의 입력이 없으면 자동으로 출력 상태를 전환하기 때문에, 온/오프 제어부의 오동작으로 인하여 모터가 원하지 않는 시간동안 계속하여 구동되어 모터가 소손되거나 화재를 야기하는 문제점을 방지할 수 있다.

본 발명의 제2태양은 BLDC 모터를 회전시키기 위한 게이트 신호를 출력하는 제어부, 게이트 신호에 따라 BLDC 모터의 3상 코일에 교번으로 전류가 흐르도록 하는 인버터부, 모터를 온/오프하는 릴레이부, 릴레이부에 온/오프 제어 신호를 제공하는 온/오프 제어부 및 온/오프 제어부로부터의 제어 신호를 변환하여 릴레이부에 제공하는 멀티 바이브레이터를 포함하는 BLDC 모터의 구동 방법에 있어서, 온/오프 제어부는 펄스 신호를 출력하는 단계, 멀티 바이브레이터는 온/오프 제어부로부터 펄스 신호가 입력되면 소정 시간동안 하이 레벨 신호를 출력하고, 소정 시간동안 새로운 펄스 신호가 입력되지 않으면 소정 시간 종료시 로우 레벨 신호로 전환하여 출력하는 단계, 멀티 바이브레이터의 출력 신호에 따라 릴레이부를 온/오프 하는 단계를 포함하는 BLDC 모터의 구동 방법을 제공한다.

본 발명의 제1태양에 관한 설명에서 언급한 바와 같이, 소정 시간 이상 모터를 구동하고자 하면, 온/오프 제어부에서 반드시 새로운 펄스 신호를 인가하여야 하므로, 온/오프 제어부의 오동작으로 인하여 모터가 원하지 않는 시간동안 구동될 위험은 방지할 수 있다.

종래기술에서는 온/오프 제어부가 펄스 신호가 아닌 하이 레벨 혹은 로우 레벨 신호를 제어 신호로서 사용하기 때문에, 온/오프 제어부의 오동작에 의하여 하이 레벨 신호가 계속하여 출력되어 모터를 장시간 구동시키는 문제점이 있었으나, 본 발명에서는 온/오프 제어부의 오동작으로 인하여 하이 레벨 신호가 계속하여 출력된다고 하여도, 멀티 바이브레이터는 이를 하나의 펄스 신호로 인식하므로 소정 시간 경과후 출력 신호를 로우 레벨로 전환시켜 모터를 정지시키기 때문이다.

이하에서는 도 2 및 도 3 을 참조하여 본 발명의 구성 및 동작을 상세히 설명한다. 도 2는 멀티 바이브레이터 (60) 를 제외하고는 도 1 에 도시된 종래기술의 구성과 동일하며, 도 3은 온/오프 제어부 (50) 로부터 출력되는 펄스 신호와 멀티 바이브레이터 (60) 의 출력 신호에 관한 타이밍도이다.

우선, 온/오프 제어부 (50)로부터 펄스 신호가 출력되면, 이를 입력받은 멀티 바이브레이터 (60) 는 하이 레벨 신호를 출력한다. 하이 레벨 신호가 트랜지스터 (45) 에 인가되면 트랜지스터 (45) 가 도통되어 릴레이부 (40) 에 전류가 흐르게 되고, 릴레이부 (40) 의 가동 접점이 접속되어 모터가 구동된다.

한편, 소정 시간 동안 새로운 펄스 신호가 입력되지 않으면, 멀티 바이브레이터 (60)는 출력 신호를 로우 레벨로 전환하기 때문에 모터의 구동은 정지된다. 그러나, 소정 시간 이내에 새로운 펄스 신호를 입력하면 모터를 계속 구동할 수 있다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 온/오프 제어부 (50)로부터 제1 펄스가 인가되면, 멀티 바이브레이터 (60)는 하이 레벨 신호를 출력하고, 소정 시간 이내에 제2 펄스가 인가되었으므로, 멀티 바이브레이터 (60)의 신호는 하이 레벨을 유지한다. 그러나, 소정 시간 이내에 제3 펄스가 인가되지 않았으므로, 멀티 바이브레이터 (60)의 출력은 로우 레벨로 전환되고, 소정 시간 경과 후 제3 펄스가 인가되면 멀티 바이브레이터 (60)의 출력은 다시 하이 레벨 신호를 출력하여 모터를 구동하게 된다.

앞서 언급한 바와 같이, 만약 온/오프 제어부 (50)의 오동작으로 인하여 온/오프 제어부 (50)로부터 하이 레벨 신호가 계속하여 출력된다고 하여도, 멀티 바이브레이터 (60)는 이 신호를 하나의 펄스 신호로서 인식하기 때문에 소정 시간 경과후에는 멀티 바이브레이터 (60)의 출력 신호가 로우 레벨로 전환되어 모터의 구동은 정지하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 모터 구동 장치 및 구동 방법에 따르면, 온/오프 제어부의 오동작에 의하여, 모터에 과전류가 흐르거나, 과열되어 화재가 발행하는 것을 방지할 수 있다.

이상은 본 발명을 예를 들어 설명한 것으로서, 본 발명은 상술한 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 권리는 첨부된 특허청구범위에 기재된 바에 따라 결정된다. 또한, 동 업계에 종사하는 자에 의하여 본 발명의 다양한 변형예 들이 실시될 수 있으나, 이는 모두 본 발명의 권리 범위에 속하는 것임을 명백히 한다.

도 1 은 종래기술에 따른 BLDC 모터의 구동 장치 구성도.

도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터의 구동 장치 구성도.

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터에 인가되는 제어 신호의 타이밍도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10...제어부

20...인버터부

30...BLDC 모터부

40...릴레이부

45...트랜지스터

50...온/오프 제어부

60...멀티 바이브레이터

Claims (2)

1. BLDC 모터를 회전시키기 위한 게이트 신호를 출력하는 제어부, 상기 게이트 신호에 따라 BLDC 모터의 3상 코일에 교번으로 전류가 흐르도록 하는 인버터부를 포함하는 BLDC 모터 구동장치에 있어서,

   상기 모터를 온/오프하는 릴레이부와 상기 릴레이부에 온/오프 제어 신호를 제공하는 온/오프 제어부를 더 포함하며,

   상기 온/오프 제어부와 상기 릴레이부 사이에 멀티 바이브레이터를 개재하며, 상기 멀티 바이브레이터는 상기 온/오프 제어부로부터 펄스 신호가 입력되면 소정 시간동안 하이 레벨 신호를 출력하고, 상기 소정 시간동안 새로운 펄스 신호가 입력되지 않으면 상기 소정 시간 종료시 로우 레벨 신호로 전환하여 출력하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터 구동장치.
2. BLDC 모터를 회전시키기 위한 게이트 신호를 출력하는 제어부, 상기 게이트 신호에 따라 BLDC 모터의 3상 코일에 교번으로 전류가 흐르도록 하는 인버터부, 상기 모터를 온/오프하는 릴레이부, 상기 릴레이부에 온/오프 제어 신호를 제공하는 온/오프 제어부 및 온/오프 제어부로부터의 제어 신호를 변환하여 상기 릴레이부에 제공하는 멀티 바이브레이터를 포함하는 BLDC 모터의 구동 방법에 있어서,

   상기 온/오프 제어부는 펄스 신호를 출력하는 단계,

   상기 멀티 바이브레이터는 상기 온/오프 제어부로부터 펄스 신호가 입력되면 소정 시간동안 하이 레벨 신호를 출력하고, 상기 소정 시간동안 새로운 펄스 신호가 입력되지 않으면 상기 소정 시간 종료시 로우 레벨 신호로 전환하여 출력하는 단계,

   상기 멀티 바이브레이터의 출력 신호에 따라 릴레이부를 온/오프 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 구동 방법.