KR20060133301A - Bldc motor and driving circuit therein - Google Patents

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KR20060133301A
KR20060133301A KR1020050053084A KR20050053084A KR20060133301A KR 20060133301 A KR20060133301 A KR 20060133301A KR 1020050053084 A KR1020050053084 A KR 1020050053084A KR 20050053084 A KR20050053084 A KR 20050053084A KR 20060133301 A KR20060133301 A KR 20060133301A
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서은하
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주식회사 에너지모터텍
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Abstract

A BLDC(Brushless Direct Current) motor and a driving circuit thereof are provided to achieve high speed driving of a motor by supplying a driving current of each phase to an independent coil at every fixed electrode by winding two independent coils at each fixed electrode of a stator. A BLDC(Brushless Direct Current) motor has a stator(120) of a fixed electrode(120_3) wound with a coil and a rotor(140) rotated by a current supplied to the coil. Two coils wound along an opposite direction respectively are formed in each fixed electrode of the stator. One of two coils is wound along a positive direction, and another coil is wound along a reverse direction.

Description

BLDC 모터 및 그 구동 회로{BLDC MOTOR AND DRIVING CIRCUIT THEREIN}BLDC motor and its driving circuit {BLDC MOTOR AND DRIVING CIRCUIT THEREIN}

도 1은 종래 기술에 의한 BLDC 모터 및 그 구동 회로를 나타낸 회로 블럭도,1 is a circuit block diagram showing a BLDC motor and a driving circuit thereof according to the prior art;

도 2는 종래 기술에 의한 BLDC 모터에서 코일이 권선된 고정자 구조를 나타낸 사시도,2 is a perspective view showing a stator structure in which a coil is wound in a conventional BLDC motor;

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터에서 코일이 권선된 고정자 구조를 나타낸 평면도 및 사시도,3A and 3B are a plan view and a perspective view showing a stator structure in which a coil is wound in a BLDC motor according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 BLDC 모터의 구동 회로를 간략하게 나타낸 블록도,4 is a block diagram schematically showing a driving circuit of a BLDC motor according to the present invention;

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터 및 그 구동 회로를 나타낸 회로 블록도.5 is a circuit block diagram illustrating a BLDC motor and a driving circuit thereof according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

100 : 스위칭 IC100: switching IC

110 : 다수개의 스위칭부110: a plurality of switching unit

120 : 다수개의 정방향 코일 및 역방향 코일120: multiple forward and reverse coils

130 : 전원 공급부130: power supply

본 발명은 BLDC(Brushless Direct Current) 모터 및 그 구동 회로에 관한 것으로서, 특히 모터의 고속 구동을 달성할 수 있는 BLDC 모터 및 그 구동 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brushless direct current (BLDC) motor and its driving circuit, and more particularly to a BLDC motor and its driving circuit capable of achieving high speed driving of the motor.

일반적으로, BLDC 모터는 직류 모터에서 정류자(commutator)와 브러시(brush) 등의 기계적 접촉부를 없앴기 때문에 전기적, 기계적 노이즈가 발생되지 않고 수명이 길어 널리 사용되고 있다.In general, since the BLDC motor eliminates mechanical contact parts such as commutators and brushes in the DC motor, electrical and mechanical noise is not generated, and its life is long.

이러한 BLDC 모터는 자장 형성을 위한 다수의 영구자석을 갖춘 회전자(rotor)와, 이 회전자의 영구자석에 의한 자장과의 상호 작용으로 회전자를 회전시키는 토크를 발생시키기 위해 코일이 권선된 고정자(stator)를 포함한다. 고정자는 코일에 전류를 흘려 회전 자계를 형성하는 전기자(armature)를 사용하고, 회전자는 N극과 S극이 반복되어 형성된 영구 자석을 사용한다. 이때 회전자가 고정자의 외부에 위치하는 것을 외부 회전자(outer rotor) 구조라 하고, 고정자의 내부에 위치하는 것을 내부 회전자(inner rotor) 구조라 한다.Such a BLDC motor has a rotor having a plurality of permanent magnets for forming a magnetic field, and a stator with a coil wound to generate torque for rotating the rotor by interaction with the magnetic field by the permanent magnet of the rotor. Contains a stator. The stator uses an armature that applies a current to the coil to form a rotating magnetic field, and the rotor uses a permanent magnet formed by repeating the N pole and the S pole. At this time, the rotor is located outside of the stator, the outer rotor (outer rotor) structure, and the inside of the stator is called the inner rotor (inner rotor) structure.

BLDC 모터는 고정자의 코일에서 발생하는 자계의 자극이 회전자에 설치된 자극과 항상 90°가 되도록 코일에 전류를 공급하기 위한 구동 회로를 구비한다.The BLDC motor has a driving circuit for supplying current to the coil so that the magnetic pole of the magnetic field generated in the coil of the stator is always 90 ° with the magnetic pole installed in the rotor.

도 1은 종래 기술에 의한 BLDC 모터 및 그 구동 회로를 나타낸 회로 블록도로서, 3상 구조의 모터를 예로 든다. 도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 BLDC 모터는 고정자(30)와, 회전축(40) 및 회전자(50)를 포함한다. 여기서 고정자(30)는 상하가 개방된 원통형으로 형성된 요크(34)와, 요크(34)의 내벽에서 회전자(50)를 향해 원주 방향으로 일정 간격을 두고 돌출 형성된 두개 이상의 고정 전극 (tooth)(36)을 포함한다. 회전축(40)은 내부 회전자의 구조에서 회전자(50)의 중앙에 모터의 구동력을 전달하여 회전자(50)를 회전시킨다. 회전자(50)는 N극과 S극이 마주보는 쌍으로 이루어진 1쌍 이상의 영구 자석을 포함한다.Fig. 1 is a circuit block diagram showing a BLDC motor and a driving circuit thereof according to the prior art, taking a three phase motor as an example. Referring to FIG. 1, a BLDC motor according to the related art includes a stator 30, a rotation shaft 40, and a rotor 50. Here, the stator 30 may include a yoke 34 formed in a cylindrical shape having an upper and lower sides open, and two or more fixed electrodes protruding at regular intervals in a circumferential direction toward the rotor 50 from the inner wall of the yoke 34 ( 36). The rotating shaft 40 transmits the driving force of the motor to the center of the rotor 50 in the structure of the internal rotor to rotate the rotor 50. The rotor 50 includes one or more pairs of permanent magnets composed of pairs in which the N pole and the S pole face each other.

그리고 BLDC 모터의 구동 회로는 스위칭 IC(10)와, 코일에 전류를 공급하며 전류의 방향을 결정하는 풀 브릿지(full bridge) 회로등으로 이루어진 스위칭부(20) 등을 포함한다. 스위칭부(20)는 예를 들어, 스위칭 IC(10)에서 신호를 전달받아 정방향 혹은 역방향의 전류를 코일에 공급한다. 이때 코일(32)은 한 개의 코일로 이루어져 있으면 고정자(30)의 고정전극에 정해진 방향에 따라 권선되어 있어 전류의 방향에 따라 각각 N 극 S극으로 교번하게 된다. The driving circuit of the BLDC motor includes a switching IC 10 and a switching unit 20 including a full bridge circuit for supplying current to the coil and determining the direction of the current. For example, the switching unit 20 receives a signal from the switching IC 10 and supplies a current in a forward or reverse direction to the coil. At this time, if the coil 32 is composed of one coil is wound in a fixed direction of the fixed electrode of the stator 30, and alternately to the N pole S poles respectively in the direction of the current.

종래 기술에 의한 BLDC 모터는 스위칭 IC(10)의 구동 신호에 의해 스위칭부(20)가 구동되어 고정자(30)의 고정전극에 정해진 방향으로 권선되어 있는 각 코일(32)에 정방향 혹은 역방향의 전류를 공급하여 각 코일(32)에서 발생하는 자계의 자극과 회전자(50)의 N 및 S극의 자석 사이의 자장 상호 작용에 따라 회전자(50)를 회전시킨다.In the BLDC motor according to the related art, the switching unit 20 is driven by a drive signal of the switching IC 10, and the current in the forward or reverse direction to each coil 32 wound around the fixed electrode of the stator 30 in a predetermined direction. Rotating the rotor 50 in accordance with the magnetic field interaction between the magnetic pole of the magnetic field generated in each coil 32 and the magnets of the N and S poles of the rotor 50.

도 2는 종래 기술에 의한 BLDC 모터에서 코일이 권선된 고정자 구조를 나타낸 사시도이다. 도 2를 참조하면, 종래 BLDC 모터의 고정자(30)는 상하가 개방된 원통형으로 형성된 요크(34) 내벽에 돌출 형성된 각 고정 전극(36)에 코일(32)이 권선되어 있는데, 서로 마주보는 방향에 위치하는 고정 전극(36)끼리 서로 반대방향으로 코일(32)이 권선되어 있기 때문에 센서에 의해 결정된 자극에 따라 + 또는 - 전기로 여자시켜 회전자를 회전시킨다.2 is a perspective view showing a stator structure in which a coil is wound in a conventional BLDC motor. Referring to FIG. 2, in the stator 30 of the conventional BLDC motor, coils 32 are wound around each of the fixed electrodes 36 protruding from the inner wall of the yoke 34 formed in a cylindrical shape in which the upper and lower sides are opened. Since the coils 32 are wound in opposite directions to each other, the fixed electrodes 36 positioned in the magnet are rotated by excitation with + or − electricity according to the magnetic pole determined by the sensor.

하지만, 종래 BLDC 모터에서는 도 1과 같이 고정자(30)의 고정 전극(36)들에서 순서대로 각각 고정 전극(36)에 직렬로 코일(32)이 권선되기 때문에 직렬로 권선된 코일에서 + 및 - 전기로 교번되는 동안 역기 전력이 발생하게되고 선여자(先與磁)된 전극의 잔류 전류와 반대 극성으로 여자되는 후여자(後與磁)간의 전류 충돌이 생기게 된다. 이에 따라 종래 BLDC 모터는 속도가 증가할수록 증가하는 역기 전력과 전류 충돌 때문에 코일에 흐르는 전류와 속도가 제한되어 구동 회로를 통해 고출력, 고속 구동이 어려운 문제점이 있었다.However, in the conventional BLDC motor, since the coils 32 are wound in series on the fixed electrodes 36 in the order of the fixed electrodes 36 of the stator 30 as shown in FIG. During alternating with electricity, back electromotive force is generated and a current collision is generated between the residual current of the pre-excited electrode and the post-excitation which is excited with the opposite polarity. Accordingly, the conventional BLDC motor has a problem that it is difficult to drive high power and high speed through the driving circuit because the current and the speed flowing in the coil are limited due to the counter electromotive force and the current collision that increases as the speed increases.

본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고정자의 각 고정 전극마다 독립된 두 개의 코일을 권선함으로써 고정 전극마다 독립된 코일에 각 상의 구동 전류를 공급하여 모터의 고속 구동을 달성할 수 있는 BLDC 모터를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, by winding two independent coils for each fixed electrode of the stator to supply the drive current of each phase to the independent coil for each fixed electrode to achieve high speed driving of the motor. To provide a BLDC motor that can.

본 발명의 다른 목적은, 고정자의 각 고정 전극마다 권선된 두 개의 코일에 각 상의 구동 전류를 공급하기 위한 BLDC 모터의 구동 회로를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a driving circuit of a BLDC motor for supplying driving current of each phase to two coils wound around each fixed electrode of the stator.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 코일이 권선된 고정 전극의 고정자와, 코일에 공급되는 전류에 의해 회전되는 회전자를 갖는 BLDC 모터에 있어서, 고정자의 각 고정 전극에는 각각 서로 반대 방향으로 권선된 두 개의 코일이 형성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the BLDC motor having a stator of the fixed electrode wound the coil, and a rotor rotated by the current supplied to the coil, each of the fixed electrodes of the stator are wound in opposite directions to each other The two coils are formed.

상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 각 고정 전극에 각각 서로 반대 방향으로 권선된 두 개의 코일이 형성된 고정자와, 코일에 공급되는 전류에 의 해 회전되는 회전자를 갖는 BLDC 모터의 구동 회로에 있어서, 스위칭 신호를 발생하는 스위칭 IC와, 스위칭 IC의 신호에 의해 스위칭되어 고정자의 각 고정 전극에 권선된 두 개의 코일 중 어느 한 코일에 구동 전류를 공급하는 다수개의 스위칭부를 포함한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a driving circuit of a BLDC motor having a stator formed with two coils wound in opposite directions on each fixed electrode, and a rotor rotated by a current supplied to the coil. And a switching IC for generating a switching signal, and a plurality of switching sections for supplying a driving current to any one of two coils switched by signals of the switching IC and wound around each fixed electrode of the stator.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터에서 코일이 권선된 고정자 구조를 나타낸 평면도 및 사시도이다.3A and 3B are plan and perspective views illustrating a stator structure in which a coil is wound in a BLDC motor according to an embodiment of the present invention.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 구조의 BLDC 모터는 각 고정 전극(120_3)마다 독립된 두 개의 코일이 권선된 고정자(120)와, 회전축(130) 및 회전자(140)를 포함한다.3A and 3B, a BLDC motor having a three-phase structure according to an embodiment of the present invention includes a stator 120 wound around two fixed coils 120, a rotating shaft 130, and a rotation for each fixed electrode 120_3. Electron 140.

여기서, 고정자(120)는 전자기장의 통로 역활을 할 요크와 그 요크에 접하여 코일을 감을 수 있도록 돌출되어 요크에 대해 일정한 방향과 간격을 갖도록 배치된 다수개의 고정 전극(120_3)을 포함한다.Here, the stator 120 includes a yoke to serve as a passage of the electromagnetic field and a plurality of fixed electrodes 120_3 disposed to have a predetermined direction and a gap with respect to the yoke so as to protrude so as to wind the coil in contact with the yoke.

본 발명에 따른 고정자(120)의 각 고정 전극(120_3)에는 두 개의 코일(120a, 120b)(120c, 120d)(120e, 120f)(120g, 120h)(120i, 120j)(120k, 120l)이 서로 반대방향으로 권선되어 있다. 예를 들어, 120a, 120c, 120e, 120h, 120j, 120l의 코일은 정방향으로 권선되고, 120b, 120d, 120f, 120g, 120i, 120k의 코일은 역방향으 로 권선된다. 이 반대로 120a, 120c, 120e, 120h, 120j, 120l의 코일은 역방향으로 권선되고, 120b, 120d, 120f, 120g, 120i, 120k의 코일은 정방향으로 권선된다.Each of the fixed electrodes 120_3 of the stator 120 according to the present invention has two coils 120a and 120b (120c and 120d) 120e and 120f (120g and 120h) 120i and 120j and 120k and 120l. It is wound in opposite directions. For example, coils of 120a, 120c, 120e, 120h, 120j and 120l are wound in the forward direction, and coils of 120b, 120d, 120f, 120g, 120i and 120k are wound in the reverse direction. On the contrary, coils of 120a, 120c, 120e, 120h, 120j and 120l are wound in the reverse direction, and coils of 120b, 120d, 120f, 120g, 120i and 120k are wound in the forward direction.

고정자(120)의 각 고정 전극(120_3)에 권선된 두 개의 코일(120a, 120b)(120c, 120d)(120e, 120f)(120g, 120h)(120i, 120j)(120k, 120l)에 구동 전류가 교번되면서 공급되기 때문에 각 고정 전극(120_3)의 각 코일에 흐르는 전류에 의해 생성된 자계의 자극과 회전자(140)의 N 및 S극의 자석 사이의 자장 상호 작용에 따라 회전자(140)가 회전된다. 이때, 회전중심선에 서로 대칭인 방향에 위치하는 고정 전극(120_3)에 권선된 코일에는 서로 반대의 극성을 띄도록 구동 전류를 공급한다.Drive currents in the two coils 120a and 120b (120c and 120d) 120e and 120f (120g and 120h) 120i and 120j (120k and 120l) wound on the respective fixed electrodes 120_3 of the stator 120. Are alternately supplied, the rotor 140 according to magnetic field interaction between the magnetic pole of the magnetic field generated by the current flowing through each coil of each fixed electrode 120_3 and the magnets of the N and S poles of the rotor 140. Is rotated. At this time, the driving current is supplied to the coils wound on the fixed electrode 120_3 positioned in the directions symmetrical with respect to the rotation center line to have opposite polarities.

여기서, 회전축(130)은 회전자(140)의 중앙에서 회전자 회전력으로 얻은 모터의 운동 에너지를 피구동체 혹은 부하 장치에 전달한다. 회전자(140)는 N극과 S극이 마주보는 쌍으로 이루어진 1쌍 이상의 영구 자석과 도면에 도시되지 않았지만 원심력으로부터 영구 자석의 이탈을 방지하기 위해 일정한 모양으로 절단하여 적층한 코아와 코아를 지지하는 더브테일과 영구자석이 상하로 이탈되지 않도록 설치한 덮개를 포함한다.Here, the rotating shaft 130 transmits the kinetic energy of the motor obtained by the rotor rotational force in the center of the rotor 140 to the driven body or the load device. The rotor 140 supports cores and cores that are cut and stacked in a predetermined shape to prevent the permanent magnets from being separated from the centrifugal force and one or more pairs of permanent magnets composed of a pair of N and S poles facing each other. Dovetail and permanent magnets are installed so as not to be separated up and down.

본 발명에 따른 BLDC 모터는 고정자(120)의 고정 전극(120_3)에서 A, B, C, D, E, F 상 순서대로 각 고정 전극(120_3)에 권선된 두 개의 코일(120a, 120b)(120c, 120d)(120e, 120f)(120g, 120h)(120i, 120j)(120k, 120l)을 교번하면서 서로 다른 극성의 구동 전류를 공급하기 때문에 서로 독립적인 두 개의 코일에 흐르는 전류에 의해 고정 전극(120_3)에 N극 또는 S극의 전자기장이 발생하게 되므 로 잔류 전류에 의한 전류 충돌과 역기 전력이 발생하지 않게 된다.In the BLDC motor according to the present invention, two coils 120a and 120b wound around the fixed electrodes 120_3 in the A, B, C, D, E, and F phases in the fixed electrodes 120_3 of the stator 120 ( 120c, 120d) 120e, 120f (120g, 120h) 120i, 120j (120k, 120l) are alternately supplied to supply driving currents of different polarities, so that the fixed electrodes are driven by currents flowing in two independent coils. Since the electromagnetic field of the N pole or the S pole is generated at 120_3, current collision and counter electromotive force due to the residual current are not generated.

도 4는 본 발명에 따른 BLDC 모터의 구동 회로를 간략하게 나타낸 블록도로서, 3상 구조의 BLDC 모터를 예로 든다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 BLDC 모터를 구동하기 위한 구동 회로는 스위칭부(110)를 스위칭하기 위한 PWM 신호와 구동신호를 발생하는 스위칭 IC(100)와, 스위칭 IC(100)의 신호에 의해 스위칭되어 고정자(120)의 각 고정 전극에 권선된 정방향 및 역방향 코일에 각각 구동 전류를 공급하기 위한 다수개의 스위칭부(110)를 포함한다. 여기서, 도면 부호 150은 다수개의 스위칭부(110)에 전원 또는 구동 전원 등을 공급하기 위한 전원 공급부를 나타낸다.4 is a block diagram schematically showing a driving circuit of a BLDC motor according to the present invention, taking a BLDC motor of a three-phase structure as an example. Referring to FIG. 4, the driving circuit for driving the BLDC motor according to the present invention includes a switching IC 100 generating a PWM signal and a driving signal for switching the switching unit 110, and a signal of the switching IC 100. And a plurality of switching units 110 for supplying driving currents to the forward and reverse coils wound by the fixed electrodes of the stator 120, respectively. Here, reference numeral 150 denotes a power supply unit for supplying power or driving power to the plurality of switching units 110.

다수개의 스위칭부(110)는 예를 들어, 3상 BLDC 모터에서 6개의 고정자의 고정 전극에 각각 권선된 두 개의 코일에 구동 전류를 공급하기 위한 제 1스위칭부(110a), 제 2스위칭부(110b), 제 3스위칭부(110c), 제 4스위칭부(110d), 제 5스위칭부(110e), 제 6스위칭부(110f)를 포함한다.The plurality of switching units 110 may include, for example, a first switching unit 110a and a second switching unit for supplying a driving current to two coils wound on fixed electrodes of six stators in a three-phase BLDC motor. 110b), the third switching unit 110c, the fourth switching unit 110d, the fifth switching unit 110e, and the sixth switching unit 110f.

여기서, 제 1스위칭부(110a)는 첫 번째 고정 전극에 권선된 제 1정방향 코일(120a)과, 첫 번째 고정 전극과 반대 방향에 위치한 네 번째 고정 전극에 권선된 제 4역방향 코일(120g)에 각각 구동 전류를 공급한다. 제 2스위칭부(110b)는 첫 번째 고정 전극에 권선된 제 1역방향 코일(120b)과, 첫 번째 고정 전극과 반대 방향에 위치한 네 번째 고정 전극에 권선된 제 4정방향 코일(120h)에 각각 구동 전류를 공급한다. 제 3스위칭부(110c)는 두 번째 고정 전극에 권선된 제 2정방향 코일(120c)과, 두 번째 고정 전극과 반대 방향에 위치한 다섯 번째 고정 전극에 권선된 제 5역방향 코일(120i)에 각각 구동 전류를 공급한다. 제 4스위칭부(110d)는 두 번째 고정 전극에 권선된 제 2역방향 코일(120d)과, 두 번째 고정 전극과 반대 방향에 위치한 다섯 번째 고정 전극에 권선된 제 5정방향 코일(120j)에 각각 구동 전류를 공급한다. 제 5스위칭부(110e)는 세 번째 고정 전극에 권선된 제 3정방향 코일(120e)과, 여섯 번째 고정 전극에 권선된 제 6역방향 코일(120k)에 각각 구동 전류를 공급한다. 마지막으로 제 6스위칭부(110f)는 세 번째 고정 전극에 권선된 제 3역방향 코일(120f)과, 여섯 번째 고정 전극에 권선된 제 6정방향 코일(120l)에 각각 구동 전류를 공급한다.Here, the first switching unit 110a is connected to the first forward coil 120a wound around the first fixed electrode and the fourth reverse coil 120g wound around the fourth fixed electrode positioned opposite to the first fixed electrode. Each supplies a drive current. The second switching unit 110b is driven by the first reverse coil 120b wound on the first fixed electrode and the fourth forward coil 120h wound on the fourth fixed electrode positioned opposite to the first fixed electrode, respectively. Supply the current. The third switching unit 110c drives the second forward coil 120c wound around the second fixed electrode and the fifth reverse coil 120i wound around the fifth fixed electrode positioned opposite to the second fixed electrode, respectively. Supply the current. The fourth switching unit 110d is driven by the second reverse coil 120d wound on the second fixed electrode and the fifth forward coil 120j wound on the fifth fixed electrode positioned opposite to the second fixed electrode, respectively. Supply the current. The fifth switching unit 110e supplies driving currents to the third forward coil 120e wound on the third fixed electrode and the sixth reverse coil 120k wound on the sixth fixed electrode, respectively. Finally, the sixth switching unit 110f supplies driving currents to the third reverse coil 120f wound on the third fixed electrode and the sixth forward coil 120l wound on the sixth fixed electrode, respectively.

본 발명에 따른 BLDC 모터 구동 회로는 스위칭 IC(100)의 신호에 따라 다수개의 스위칭부(110)를 스위칭하며 스위칭된 각 스위칭부(110)에 의해 고정자(120)의 각 고정 전극에 권선된 정방향 코일 또는 역방향 코일에 각각 구동 전류를 공급한다.The BLDC motor driving circuit according to the present invention switches the plurality of switching units 110 according to the signal of the switching IC 100, and the positive direction wound on each fixed electrode of the stator 120 by each switched switching unit 110. Supply the drive current to the coil or reverse coil respectively.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터 및 그 구동 회로를 나타낸 회로 블록도이다.5 is a circuit block diagram illustrating a BLDC motor and a driving circuit thereof according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터 구동 회로의 일 예에 있어서, 스위칭 IC(100)의 신호에 의해 스위칭되는 제 1 내지 제 6스위칭부(110)(110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f)는 각각 전원 공급부의 전원 단자 및 접지 단자에 연결되는 트랜지스터들(예를 들어 토템폴 회로)에 의해 구동되는 트랜지스터의 에미터가 한쪽 끝이 구동 전원(VDC)에 연결된 각각의 정방향 코일(120a, 120c, 120e, 120h, 120j, 120l)과 역방향 코일(120b, 120d, 120f, 120g, 120i, 120k)에 연결되고, 컬렉터가 접지에 연결된다. 여기서, 스위칭부(110)의 트랜지스터는 IGBT, MOSFET, FET, 바이폴라 트랜지스터 등이 널리 사용된다.Referring to FIG. 5, in an example of a BLDC motor driving circuit according to an exemplary embodiment of the present invention, the first to sixth switching units 110 (110a, 110b,) switched by a signal of the switching IC 100. Each of 110c, 110d, 110e, and 110f has an emitter of a transistor driven by transistors (for example, a totem pole circuit) connected to a power supply terminal and a ground terminal of the power supply, respectively, with one end connected to the driving power source (VDC). The forward coils 120a, 120c, 120e, 120h, 120j, and 120l are connected to the reverse coils 120b, 120d, 120f, 120g, 120i, and 120k, and the collector is connected to ground. Here, as the transistor of the switching unit 110, an IGBT, a MOSFET, a FET, a bipolar transistor, or the like is widely used.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터 및 그 구동회로는 다음과 같이 작동한다.The BLDC motor and its driving circuit according to an embodiment of the present invention configured as described above operate as follows.

스위칭 IC(100)의 신호가 다수개의 스위칭부(110)에 입력됨에 따라 제 1스위칭부(110a)의 구동 트랜지스터를 작동시켜 A+ 상으로 첫 번째 고정전극에 권선되어 한쪽 끝이 전원(VDC)에 연결된 제 1정방향 코일(120a), 그리고 D+ 상으로 네 번째 고정 전극에 권선되어 다른 한쪽 끝이 전원(VDC)에 연결된 제 4역방향 코일(120g)에 각각 구동 전류를 흐르게 한다.As the signals of the switching IC 100 are input to the plurality of switching units 110, the driving transistors of the first switching unit 110a are operated to be wound around the first fixed electrode on A +, and one end thereof is supplied to the power source VDC. The fourth forward electrode 120a connected to the first forward coil 120a and D + is wound on the fourth fixed electrode so that the driving current flows to the fourth reverse coil 120g connected to the power source VDC.

제 2스위칭부(110b)의 트랜지스터를 통해 출력되는 구동신호가 A- 상으로 첫 번째 고정전극에 권선되어 한쪽 끝이 전원(VDC)에 연결된 제 1역방향 코일(120b), 그리고 D- 상으로 네 번째 고정 전극에 권선되어 다른 한쪽 끝이 전원(VDC)에 연결된 제 4정방향 코일(120h)에 각각 구동 전류를 흐르게 한다.The driving signal outputted through the transistor of the second switching unit 110b is wound on the first fixed electrode to the A-phase, so that one end thereof is connected to the first reverse coil 120b and the D-phase. The second winding is wound around the fixed electrode so that the driving current flows through the fourth forward coil 120h connected to the other end of the power source VDC.

제 3스위칭부(110c)의 트랜지스터를 통해 출력되는 구동 신호가 B+ 상으로 두 번째 고정 전극에 권선되어 한쪽 끝이 전원(VDC)에 연결된 제 2정방향 코일(120c), 그리고 E+ 상으로 다섯 번째 고정 전극에 권선되어 다른 한쪽 끝이 전원(VDC)에 연결된 제 5역방향 코일(120i)에 각각 구동 전류를 흐르게 한다.The driving signal output through the transistor of the third switching unit 110c is wound on the second fixed electrode to the B + phase, and the second forward coil 120c connected to the power source VDC at one end thereof, and the fifth fixed to the E + phase. The driving current is flowed to the fifth reverse coil 120i which is wound around the electrode and connected to the power source VDC.

제 4스위칭부(110d)의 트랜지스터를 통해 출력되는 구동신호가 B- 상으로 두번째 고정 전극에 권선되어 한쪽 끝이 전원(VDC)에 연결된 제 2역방향 코일(120d), 그리고 E- 상으로 다섯 번째 고정 전극에 권선되어 다른 한쪽 끝이 전원(VDC)에 연 결된 제 5정방향 코일(120j)에 각각 구동 전류를 흐르게 한다.The driving signal output through the transistor of the fourth switching unit 110d is wound on the second fixed electrode to the B-phase and the second reverse coil 120d connected to the power supply VDC at one end thereof, and the fifth to the E-phase. Winding around the fixed electrode allows the other end to flow a driving current to each of the fifth forward coil (120j) connected to the power source (VDC).

제 5스위칭부(110e)의 트랜지스터를 통해 출력되는 구동신호가 C+ 상으로 세 번째 고정 전극에 권선되어 한쪽 끝이 전원(VDC)에 연결된 제 3정방향 코일(120e), 그리고 F+ 상으로 여섯 번째 고정 전극에 권선되어 다른 한쪽 끝이 전원(VDC)에 연결된 제 6역방향 코일(120k)에 각각 구동 전류를 흐르게 한다.The driving signal output through the transistor of the fifth switching unit 110e is wound on the third fixed electrode to the C + phase, and one end thereof is fixed to the third forward coil 120e connected to the power source VDC, and the sixth fixed to the F + phase. The driving current flows to the sixth reverse coil 120k connected to the power source VDC by winding the electrode.

제 6스위칭부(110f)의 트랜지스터를 통해 출력되는 구동신호가 C- 상으로 세 번째 고정 전극에 권선되어 한쪽 끝이 전원(VDC)에 연결된 제 3역방향 코일(120f), 그리고 F- 상으로 여섯 번째 고정 전극에 권선되어 다른 한쪽 끝이 전원(VDC)에 연결된 제 6정방향 코일(120l)에 각각 구동 전류를 흐르게 한다.The driving signal output through the transistor of the sixth switching unit 110f is wound on the third fixed electrode to the C-phase and the third reverse coil 120f connected to the power supply VDC at one end thereof, and the six to the F-phase. It is wound around the first fixed electrode so that the other end of the driving current flows through each of the sixth forward coil 120l connected to the power source VDC.

이와 같이, 본 발명에 따른 BLDC 모터 구동 회로는 스위칭 IC(100)의 신호에 따라 다수개의 스위칭부(110)를 스위칭하여 고정자(120)의 각 고정 전극에 권선된 정방향 코일 또는 역방향 코일에 각각 구동 전류를 공급함으로써 각 코일에서 발생하는 자계의 자극과 회전자(140)의 N 및 S극의 자석 사이의 자장 상호 작용에 따라 회전자(140)를 회전시킨다.As described above, the BLDC motor driving circuit according to the present invention switches the plurality of switching units 110 according to the signal of the switching IC 100 and drives each of the forward coils and the reverse coils wound around the fixed electrodes of the stator 120. By supplying current, the rotor 140 is rotated according to magnetic field interaction between magnetic poles of the magnetic field generated in each coil and magnets of the N and S poles of the rotor 140.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 BLDC 모터는 고정자의 각 고정 전극마다 + 및 - 전류를 공급하기 위해 권선 방향이 서로 다른 두 개의 코일을 권선함으로써 구동 회로를 통해 각 고정 전극마다 정방향 또는 역방향 코일을 선택해서 구동 전류를 공급할 수 있다.As described above, the BLDC motor according to the present invention is a forward or reverse coil for each fixed electrode through the drive circuit by winding two coils with different winding directions to supply + and-current to each fixed electrode of the stator. The drive current can be supplied by selecting.

이에 따라 본 발명은 고정자의 각 고정 전극에 권선된 코일에서 + 및 - 전류 가 교번되지 않고 항상 같은 방향의 전류만 흐르므로 역기전력이 발생하지 않고 전류 교번으로 인한 충돌이 발생하지 않기 때문에 코일의 전류를 안정적으로 공급하므로 모터효율이 좋아지고 고속에서 역기전력에 의한 제어장치의 손상이 없으므로 모터의 고속 구동이 가능해진다.Accordingly, in the present invention, since the + and-currents are not alternated in the coils wound on the respective fixed electrodes of the stator, only the current flows in the same direction, so that no counter electromotive force is generated and a collision due to the alternating current does not occur. Stable supply improves motor efficiency and enables high-speed operation of the motor because there is no damage to the control device due to back EMF at high speed.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 BLDC 모터 및 그 구동 회로를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one embodiment for implementing the BLDC motor and its driving circuit according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, as claimed in the following claims. Without departing from the gist of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains to the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

Claims (4)

코일이 권선된 고정 전극의 고정자와, 상기 코일에 공급되는 전류에 의해 회전되는 회전자를 갖는 BLDC 모터에 있어서,In a BLDC motor having a stator of a fixed electrode wound with a coil and a rotor rotated by a current supplied to the coil, 상기 고정자의 각 고정 전극에는 각각 서로 반대 방향으로 권선된 두 개의 코일이 형성된 Each fixed electrode of the stator is formed with two coils wound in opposite directions, respectively 것을 특징으로 하는 BLDC 모터.BLDC motor, characterized in that. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 각 고정 전극에 권선된 두 개의 코일은 하나는 정방향으로 권선되며 다른 하나는 역방향으로 권선된 것을 특징으로 하는 BLDC 모터.Two coils wound on each of the fixed electrodes, one of which is wound in the forward direction and the other is the BLDC motor, characterized in that the winding in the reverse direction. 각 고정 전극에 각각 서로 반대 방향으로 권선된 두 개의 코일이 형성된 고정자와, 상기 코일에 공급되는 전류에 의해 회전되는 회전자를 갖는 BLDC 모터의 구동 회로에 있어서,In a driving circuit of a BLDC motor having a stator having two coils wound in opposite directions to each fixed electrode, and a rotor rotated by a current supplied to the coil, 스위칭 신호를 발생하는 스위칭 IC와,A switching IC for generating a switching signal, 상기 스위칭 IC의 신호에 의해 스위칭되어 상기 고정자의 각 고정 전극에 권선된 두 개의 코일 중 어느 한 코일에 구동 전류를 공급하는 다수개의 스위칭부A plurality of switching unit for supplying a drive current to any one of the two coils are wound by the signal of the switching IC and wound on each fixed electrode of the stator 를 포함하는 BLDC 모터의 구동 회로.Drive circuit of the BLDC motor comprising a. 제 3항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 스위칭부는 각각 상기 두 개의 코일에 각각 연결된 두 개 이상의 트랜지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 BLDC 모터의 구동 회로.And the switching unit includes two or more transistors each connected to the two coils, respectively.
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