KR20100060878A

KR20100060878A - Brush-less direct current electric motor

Info

Publication number: KR20100060878A
Application number: KR1020080119664A
Authority: KR
Inventors: 서은하
Original assignee: 서은하
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2010-06-07

Abstract

PURPOSE: A BLDC(Brushless DC) motor is provided to simplify manufacturing processes by simultaneously winding two coils in the same direction. CONSTITUTION: A BLDC motor includes a rotor, a stator(300), and a driver. The rotor has at least one N pole and S pole. The stator has a plurality of fixing electrodes. A first coil(L1) and a second coil(L2) are wound around the fixing electrode in the same direction. The driver controls the current flowing in the first and second coils to magnetize the fixing electrode to N and S poles. One end of the first coil is electrically connected to the other side of the second coil.

Description

BLUH-LESS DIRECT CURRENT ELECTRIC MOTOR}

본 발명은 BLDC 모터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 저렴하게 구성할 수 있는 BLDC 모터 및 그 구동 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a BLDC motor, and more particularly, to a BLDC motor and its driving circuit which can be configured at low cost.

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 자기장 형성을 위한 다수의 영구자석을 갖춘 회전자(rotor)와, 이 회전자의 영구자석에 의한 자기장과 상호 작용하여 회전자를 회전시키는 토크를 발생시키는 고정자(stator)를 포함한다. 고정자에는 코일이 권취되어 있고, 이 코일의 전류의 흐름을 제어하여 회전 자계를 형성함으로써 영구 자석인 회전자가 회전하게 된다. 이때 회전자가 고정자의 외부에 위치하는 구조를 외부 회전자(outer rotor) 구조라 하고, 회전자가 고정자의 내부에 위치하는 구조를 내부 회전자(inner rotor) 구조라고 한다.Such a BLDC motor includes a rotor having a plurality of permanent magnets for forming a magnetic field, and a stator for generating torque for interacting with the magnetic field by the permanent magnet of the rotor to rotate the rotor. . A coil is wound around the stator, and the rotor, which is a permanent magnet, rotates by forming a rotating magnetic field by controlling the flow of current in the coil. In this case, the structure in which the rotor is located outside the stator is called an outer rotor structure, and the structure in which the rotor is located inside the stator is called an inner rotor structure.

BLDC 모터는 고정자의 코일에서 발생하는 자계의 자극이 회전자에 설치된 자극과 항상 90°가 되도록 코일에 전류를 공급하기 위한 구동부를 구비한다.The BLDC motor has a drive unit 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 3상 BLDC 모터의 구조를 나타낸 회로 블록도이다. 도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 BLDC 모터는 스위칭 IC(10), 스위칭부(20), 고정자(30) 및 회전자(50)를 포함한다. 1 is a circuit block diagram showing the structure of a three-phase BLDC motor according to the prior art. Referring to FIG. 1, a BLDC motor according to the related art includes a switching IC 10, a switching unit 20, a stator 30, and a rotor 50.

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 두 개 이상의 고정 전극(tooth)(36)을 포함한다. 고정 전극(36)에는 코일(32)이 권취 형성되어 있고, 코일(32)에 공급되는 전류의 방향에 따라 고정 전극(36)이 각각 N극 또는 S극으로 자화된다. 고정 전극(36)은 두 개씩 쌍을 이루며, 쌍이 되는 고정 전극(36)의 코일(32)은 하나의 도선으로 연결되고 그 권취된 방향은 서로 반대방향이 된다. 이에 의해 쌍이 되는 고정 전극(36)은 항상 서로 반대 방향의 자극을 띠게 된다.The stator 30 has two or more fixed electrodes (36) protruding at a predetermined interval in the circumferential direction toward the rotor 50 from the inner wall of the yoke 34 and the yoke 34 formed in a cylindrical shape with the top and bottom open. ). The coil 32 is wound around the fixed electrode 36, and the fixed electrode 36 is magnetized to the N pole or the S pole according to the direction of the current supplied to the coil 32. The fixed electrodes 36 are paired two by two, and the coils 32 of the paired fixed electrodes 36 are connected by one conductor and the wound directions thereof are opposite to each other. As a result, the pair of fixed electrodes 36 are always stimulated in opposite directions.

회전자(50)는 N극과 S극이 대향하도록 배치된 적어도 한 쌍 이상의 자극을 갖는 영구 자석으로 이루어진다. 회전자(50)의 회전축(40)은 모터의 구동력을 전달한다. The rotor 50 is composed of a permanent magnet having at least one pair of magnetic poles disposed so that the N pole and the S pole face each other. The rotating shaft 40 of the rotor 50 transmits the driving force of the motor.

스위칭 IC(10)와 스위칭부(20)는 구동부를 구성한다. 스위칭 IC(10)는 고정 전극(36)에 권취된 코일(32)에 전류를 선택적으로 공급하도록 하는 스위칭 신호를 생성 및 출력하고, 스위칭부(20)는 출력되는 스위칭 신호에 따라 코일(32)에 공급하는 전류의 방향을 결정하는 풀 브릿지(full bridge) 회로 등으로 이루어진다. 스위칭부(20)는 예를 들면, 스위칭 신호를 전달받아 정방향 또는 역방향의 전류를 코일(32)에 공급한다. 이와 같은 전류의 방향에 따라 고정 전극(36)은 각각 N 극 S극으로 교번하여 자화된다.The switching IC 10 and the switching unit 20 constitute a driving unit. The switching IC 10 generates and outputs a switching signal for selectively supplying current to the coil 32 wound on the fixed electrode 36, and the switching unit 20 generates the coil 32 according to the output switching signal. And a full bridge circuit for determining the direction of current supplied to the circuit. For example, the switching unit 20 receives a switching signal and supplies a current in a forward or reverse direction to the coil 32. The fixed electrodes 36 are alternately magnetized to the N pole S poles according to the direction of such a current.

이와 같이, 스위칭 IC(10)의 스위칭 신호에 의해 스위칭부(20)가 구동하여 고정 전극(36)마다에 권취되어 있는 각각의 코일(32)에 정방향 또는 역방향의 전류를 공급하게 되면, 코일(32)에 의해 자화된 고정 전극(36)의 N극 또는 S극의 자극과 회전자(50)의 영구자석의 N극 및 S극 사이의 인력 및 척력에 의한 상호 작용에 의해 회전자(50)가 회전하게 된다.As described above, when the switching unit 20 is driven by the switching signal of the switching IC 10 to supply the current in the forward or reverse direction to each of the coils 32 wound around the fixed electrodes 36, the coil ( The rotor 50 is formed by the interaction between the magnetic poles and the repulsive force between the north pole or the south pole of the fixed electrode 36 magnetized by the pole 32 and the north pole and the south pole of the permanent magnet of the rotor 50. Will rotate.

도 2는 종래 기술에 의한 BLDC 모터에서 코일이 권취된 고정자 구조를 나타낸 사시도로서, 상하가 개방된 원통형으로 형성된 요크(34)의 내벽에 돌출 형성된 각 고정 전극(36)에 코일(32)이 권취되어 있는 상태를 나타낸다.FIG. 2 is a perspective view illustrating a stator structure in which a coil is wound in a BLDC motor according to the related art, in which coils 32 are wound around respective fixed electrodes 36 protruding from an inner wall of a yoke 34 formed in a cylindrical shape with upper and lower sides open. It shows the status.

한편, 이러한 종래의 BLDC 모터에서는 고정 전극(36)에 형성된 코일(32)에 공급되는 전류의 방향을 정방향 또는 역방향으로 교번하는 스위칭에 의해 고정 전극(36)의 자극을 N극 또는 S극으로 교번하는 방법을 이용한다. 그러나 이와 같이 전류의 방향이 정반대로 바뀌는 순간 코일(32)에서는 고압의 역기전력이 발생하게 된다. 이에 따라 종래의 BLDC모터는 고압의 역기전력이 발생하는 상황하에서도 안정하게 동작할 수 있도록, 내전압 성능이 큰 소자들을 사용해야 했기 때문에 이에 의해 BLDC 모터의 가격이 비싸질 수밖에 없었다.On the other hand, in such a conventional BLDC motor, the magnetic pole of the fixed electrode 36 is alternated to the N pole or the S pole by switching in which the direction of the current supplied to the coil 32 formed on the fixed electrode 36 is alternately changed in the forward or reverse direction. How to do it. However, at the moment when the direction of the current is reversed in the opposite direction, the high voltage counter electromotive force is generated in the coil 32. Accordingly, the conventional BLDC motor has to use a device with a high withstand voltage capability so that it can operate stably even under high back electromotive force, so the price of the BLDC motor is inevitably high.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 고정 전극의 자극을 반전시키기 위하여 코일에 공급하는 전류의 방향을 반전시킬 때에 발생하는 고압의 역기전력을 효율적으로 감쇠시킬 수 있는 개선된 구조의 BLDC 모터를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has an improved structure of a BLDC motor capable of efficiently attenuating high-voltage counter electromotive force generated when reversing the direction of a current supplied to a coil in order to reverse a magnetic pole of a fixed electrode. It aims to provide.

상술한 목적을 해결하고자 하는 본 발명은, 적어도 하나의 N극과 S극을 갖는 회전자와, 두 개의 코일이 각각 권취된 고정 전극이 복수 개 형성된 고정자와, 하나의 상기 고정 전극에 있어서, 이 고정 전극이 상기 두 개의 코일 중 하나의 코일에 의해 N극으로 자화되고 나머지 하나의 코일에 의해 S극으로 자화되도록 상기 두 개의 코일에 흐르는 전류를 제어하는 구동부를 포함하는 BLDC 모터를 제공한다.The present invention aims to solve the above-mentioned object, in the rotor having at least one N pole and S pole, a stator in which a plurality of fixed electrodes are wound around two coils, and one fixed electrode. Provided is a BLDC motor including a driving unit for controlling a current flowing in the two coils so that the fixed electrode is magnetized to the north pole by one of the two coils and S pole by the other coil.

또한, 상기 두 개의 코일은 도선이 동일 방향으로 권취되어 형성된다.In addition, the two coils are formed by winding conductors in the same direction.

또한, 상기 두 개의 코일 중에서 하나의 코일의 일단과 나머지 하나의 코일의 타단이 서로 전기적으로 연결된다. In addition, one end of one of the two coils and the other end of the other coil is electrically connected to each other.

또한, 상기 고정자의 모든 코일의 양단들이 각각 접속되는 다수의 접속점을 갖는 PCB를 더 포함하고, 상기 서로 전기적으로 연결되어 있는 하나의 코일의 일단과 나머지 하나의 코일의 타단은 하나의 상기 접속점에 접속된다.The apparatus may further include a PCB having a plurality of connection points to which both ends of all the coils of the stator are connected, and one end of one coil and the other end of the other coil electrically connected to each other are connected to one of the connection points. do.

또한, 본 발명은, 적어도 하나의 N극과 S극을 갖는 회전자와, 두 개의 코일이 각각 권취된 고정 전극이 복수 개 형성된 고정자와, 상기 두 개의 코일에 전류가 흐르도록 스위칭 신호를 발생하는 스위칭 IC와, 상기 스위칭 신호에 따라 상기 두 개의 코일 중 하나의 코일에만 전류가 흐르도록 스위칭하는 스위칭부를 포함하는 BLDC 모터를 제공한다.In addition, the present invention, a rotor having at least one N pole and S pole, a stator having a plurality of fixed electrodes wound around each of the two coils, and a switching signal for generating a current to flow the two coils Provided is a BLDC motor including a switching IC and a switching unit for switching a current to flow in only one of the two coils according to the switching signal.

또한, 상기 스위칭부는 NMOS 트랜지스터와 PMOS 트랜지스터를 포함한다.In addition, the switching unit includes an NMOS transistor and a PMOS transistor.

또한, 상기 스위칭부는 인버터를 더 포함한다.In addition, the switching unit further includes an inverter.

이와 같은 본 발명에 의하면, 어떠한 하나의 코일에 의해 자화된 고정 전극을 반대의 극성으로 자화시킬 때, 이 코일 내에 발생하게 되는 고압의 역기전력을 폐루프를 형성하는 다른 하나의 코일에 의해 감쇠시킬 수 있게 되어, BLDC 모터를 구성하는 각 소자들의 내전압 성능을 낮출 수 있게 되고, 또한 두 개의 코일을 동일방향으로 권선함으로서 두가닥의 도선을 권선기에 동시에 삽입하여 권선하는 것이 가능하여 제조공정을 대폭 단축시킬 수 있는 효과가 있다. 결과적으로는 BLDC 모터의 제조 비용의 감소를 도모할 수 있게 된다.According to the present invention, when magnetizing the fixed electrode magnetized by any one coil to the opposite polarity, the high-pressure counter electromotive force generated in the coil can be attenuated by the other coil forming the closed loop. As a result, the breakdown voltage performance of each element constituting the BLDC motor can be lowered, and by winding two coils in the same direction, two strands of conductors can be simultaneously inserted into the windings to significantly shorten the manufacturing process. It can be effective. As a result, the manufacturing cost of a BLDC motor can be reduced.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터의 구성을 설명한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터에서 실제 전기 회로를 구성하는 스위칭 IC(100), 스위칭부(200), 고정자(300) 및 스위칭부(200)의 스 위칭에 의해 코일들에 전류를 공급하기 위한 전원 공급부(600)를 블록으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터의 회로 구성 및 그 동작을 설명하기 위한 도면이다.First, referring to Figures 3 and 4, the configuration of a BLDC motor according to an embodiment of the present invention will be described. 3 is a diagram illustrating coils formed by switching of a switching IC 100, a switching unit 200, a stator 300, and a switching unit 200 constituting an actual electric circuit in a BLDC motor according to an exemplary embodiment of the present invention. 4 is a block diagram illustrating a power supply unit 600 for supplying current, and FIG. 4 is a diagram illustrating a circuit configuration and operation of a BLDC motor according to an exemplary embodiment of the present invention.

이하의 설명에서의 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터는, 6개의 자극을 갖는 회전자(도시하지 않음)를 예로 들어 설명한다. 이에 대응하여, 고정자(300)에는 6개의 고정 전극들(361, 362, 363, 364, 365, 366)이 구비된다. 또한, 6개의 고정 전극들(361, 362, 363, 364, 365, 366)에는, 각각 2개씩 배치되어 고정 전극들(361, 362, 363, 364, 365, 366)에 대하여 전류를 공급하는 12개의 스위치들(201a 및 201b, 202a 및 202b, 203a 및 203b, 204a 및 204b, 205a 및 205b, 206a 및 206b)을 포함하는 스위칭부(200)를 포함한다. 이와 같은 스위칭 IC(100), 스위칭부(200) 및 전원 공급부(600)는 BLDC 모터의 구동부가 된다.In the following description, a BLDC motor according to an embodiment of the present invention will be described using a rotor (not shown) having six magnetic poles as an example. Correspondingly, the stator 300 includes six fixed electrodes 361, 362, 363, 364, 365, and 366. In addition, the six fixed electrodes 361, 362, 363, 364, 365, and 366 are each disposed two by two to supply current to the fixed electrodes 361, 362, 363, 364, 365 and 366. And a switching unit 200 including two switches 201a and 201b, 202a and 202b, 203a and 203b, 204a and 204b, 205a and 205b, 206a and 206b. The switching IC 100, the switching unit 200, and the power supply unit 600 become driving units of the BLDC motor.

본 발명의 일 실시예에 대한 설명에 있어서는, 6개의 자극을 갖는 회전자 및 고정자를 예로 하여 설명하지만, 이 개수는 한정적인 것이 아니라, 당업자의 기술 정도에 따라서 증가 또는 감소될 수 있음은 자명하다.In the description of one embodiment of the present invention, a rotor and stator having six magnetic poles are described as an example, but the number is not limited, and it is obvious that the number can be increased or decreased according to the skill of those skilled in the art. .

한편, 도 4는 전체 BLDC 모터의 구성 중에서, 하나의 고정 전극(361)과 이에 권취된 제1 코일(L1) 및 제2 코일(L2), 그리고 이에 연결된 제1 스위치(201a) 및 제2 스위치(201b)와 스위칭 IC(100) 부분만을 상세히 설명하도록 한다. Meanwhile, FIG. 4 illustrates one fixed electrode 361, a first coil L1 and a second coil L2 wound around the BLDC motor, and a first switch 201a and a second switch connected thereto. Only the portion 201b and the switching IC 100 will be described in detail.

도 4를 참조하면, 고정 전극(361)에는 2개의 코일들(L1와 L2)이 동일한 방향으로 권선되어 있다. 그리고 고정자(300)에는 제1 고정 전극(361)에 권취된 제1 코일(L1) 및 제2 코일(L2)의 각각의 양단을 고정자(300)의 외부로 노출시키기 위한 4 개의 단자들(381a, 381b, 381c, 381d)이 배치된 PCB(도시하지 않음)를 구비하고, 이 단자들(381a, 381b, 381c, 381d)은 각각 제1 스위치(201a)의 출력 및 제2 스위치(201b)의 출력, 그리고 접지에 연결된다. 즉, 예를 들면, 접속점(381a)은 제1 코일(L1)의 일단으로서 제1 스위치(201a)의 출력에 연결되고, 접속점(381b)은 제2 코일(L2)의 타단으로서 접지에 연결되고, 접속점(381c)은 제2 코일(L2)의 일단으로서 제2 스위치(201b)의 출력에 연결되고, 접속점(381d)은 제1 코일(L1)의 타단으로서 접지에 연결된다. Referring to FIG. 4, two coils L1 and L2 are wound in the same direction in the fixed electrode 361. The stator 300 has four terminals 381a for exposing both ends of the first coil L1 and the second coil L2 wound around the first fixed electrode 361 to the outside of the stator 300. , 381b, 381c, and 381d are disposed on a PCB (not shown), and the terminals 381a, 381b, 381c, and 381d each have an output of the first switch 201a and a second switch 201b. Connected to the output and ground. That is, for example, the connection point 381a is connected to the output of the first switch 201a as one end of the first coil L1, and the connection point 381b is connected to ground as the other end of the second coil L2. The connection point 381c is connected to the output of the second switch 201b as one end of the second coil L2, and the connection point 381d is connected to ground as the other end of the first coil L1.

이러한 구성에서, 2개의 코일들(L1와 L2)의 각각은 2개의 스위치(201a 및 201b)에 의해 전류를 직접 공급받게 된다. 2개의 코일들(L1와 L2)을 동일한 방향으로 권선하여 형성하고 전류의 입력 방향을 반대로 함으로써, 고정 전극(361)에 도선을 권취하여 코일(L1와 L2)을 형성하는 제조 공정에 있어서, 두 가닥의 도선을 동시에 삽입하여 권선할 수 있으므로, 제조 공정이 간단해져서 제조 비용의 감소를 도모할 수 있게 된다는 장점이 있다. In this configuration, each of the two coils L1 and L2 is directly supplied with current by the two switches 201a and 201b. In the manufacturing process in which the coils L1 and L2 are formed by winding in the same direction and the input direction of the current is reversed, the coils L1 and L2 are formed by winding conducting wires on the fixed electrode 361. Since the wires of the strand can be inserted and wound at the same time, there is an advantage that the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

마찬가지로, 제2 고정 전극(362)에는 제3 코일(L3)과 제4 코일(L4)이 배치되며, 제3 고정 전극(363)에는 제5 코일(L5)과 제6 코일(L6)이 배치되는 구성을 갖는다. 이외의 다른 고정 전극들(364, 365, 366)에도 동일한 방식으로 2개씩의 코일이 배치되며, 스위치들의 배치도 각각 동일하게 적용된다.Similarly, a third coil L3 and a fourth coil L4 are disposed on the second fixed electrode 362, and a fifth coil L5 and a sixth coil L6 are disposed on the third fixed electrode 363. Has a configuration. In addition to the other fixed electrodes 364, 365, 366, two coils are arranged in the same manner, and the arrangement of switches is equally applied to each other.

이와 같이, 고정 전극(361)에 권취되어 형성된 2개의 코일들(L1와 L2)이 동일한 방향으로 권취된 상태에서, 제1 고정 전극(361)의 예를 들면, 2개의 코일들(L1와 L2)에는 스위치들(201a 및 201b)에 의해 각각 서로 반대 방향으로 전류가 공급 되게 되며, 이에 의해 각각의 코일들(L1와 L2)이 권취되어 있는 고정 전극(361)을 정반대의 자극으로 자화시킨다. 즉, 제1 코일(L1)에 제1 스위치(201a)에 의해 전류가 공급되는 경우에는 제1 고정 전극(361)은 N극으로 자화되고, 제2 코일(L2)에 제2 스위치(201b)에 의해 전류가 공급되는 경우에는 제1 고정 전극(361)은 S극으로 자화된다. As such, in the state in which the two coils L1 and L2 wound around the fixed electrode 361 are wound in the same direction, for example, two coils L1 and L2 of the first fixed electrode 361 are wound. ) Are supplied with currents in opposite directions, respectively, by the switches 201a and 201b, thereby magnetizing the fixed electrodes 361 on which the respective coils L1 and L2 are wound with opposite magnetic poles. That is, when a current is supplied to the first coil L1 by the first switch 201a, the first fixed electrode 361 is magnetized to the N pole, and the second switch 201b is applied to the second coil L2. When current is supplied by the first fixed electrode 361, the first fixed electrode 361 is magnetized to the S pole.

마찬가지로, 제3 코일(L3)에 제3 스위치(202a)에 의해 전류가 공급되는 경우에는 제2 고정 전극(362)은 N극으로 자화되고, 제4 코일(L4)에 제4 스위치(202b)에 의해 전류가 공급되는 경우에는 제2 고정 전극(362)은 S극으로 자화되게 된다. 이러한 동작은 다른 고정 전극들(363, 364, 365, 366)에 대해서도 동일하다.Similarly, when a current is supplied to the third coil L3 by the third switch 202a, the second fixed electrode 362 is magnetized to the N pole, and the fourth switch 202b to the fourth coil L4. When current is supplied by the second fixed electrode 362, the second fixed electrode 362 is magnetized to the S pole. This operation is the same for the other fixed electrodes 363, 364, 365, and 366.

한편, 제1 스위칭부(201)에 있어서, 제1 코일(L1)로의 전류의 공급과 제2 코일(L2)로의 전류의 공급은 동시에 이루어지는 것은 아니다. 즉, 스위칭 IC(100)로부터의 스위칭 신호에 따라, 제1 스위칭부(201)는 제1 스위치(201a)에 의해 제1 코일(L1)에 전류를 공급하는 동안에는 제2 코일(L2)에는 전류를 공급하지 않고 단지 제2 스위치(201b)를 접지에 연결함으로써 제2 코일(L2)만으로 이루어지는 폐루프를 만든다. 마찬가지로, 스위칭 IC(100)로부터의 스위칭 신호에 따라 제1 스위칭부(201)가 제2 스위치(201b)를 통해 제2 코일(L2)에 전류를 공급하는 동안에는 제1 코일(L1)에는 전류를 공급하지 않고 제1 스위치(201a)를 접지에 연결함으로써 제1 코일(L1)의 양단이 접지에 연결된 폐루프를 만들게 된다. 이러한 제어는 제2 내지 제6 고정 전극(362, 363, 364, 365, 366)에도 동일하게 적용된다.In the first switching unit 201, the supply of the current to the first coil L1 and the supply of the current to the second coil L2 are not performed simultaneously. That is, according to the switching signal from the switching IC 100, the first switching unit 201 supplies current to the second coil L2 while supplying current to the first coil L1 by the first switch 201a. By connecting only the second switch 201b to the ground without supplying the circuit, a closed loop consisting of only the second coil L2 is formed. Similarly, while the first switching unit 201 supplies current to the second coil L2 through the second switch 201b according to the switching signal from the switching IC 100, the current is supplied to the first coil L1. By connecting the first switch 201a to ground without supplying, a closed loop in which both ends of the first coil L1 are connected to ground is made. This control is equally applied to the second to sixth fixed electrodes 362, 363, 364, 365 and 366.

이러한 구성에 의하면, 하나의 코일(예를 들면 L1)에 의해 자화된 고정 전 극(361)을 반대의 극성으로 자화시키고자 전류를 공급하는 순간에 발생하는 고압의 역기전력을 폐루프를 형성하는 다른 하나의 코일(예를 들면 L2)에 의해 감쇠시킬 수 있게 되어, BLDC 모터를 구성하는 각 소자들의 내전압 성능을 낮추더라도 충분히 안정적인 동작을 보장할 수 있게 된다. 이에 의해 내전압 성능이 낮은 소자를 사용하여 동일한 성능을 발휘할 수 있으므로 BLDC 모터의 제조 비용의 감소를 도모할 수 있게 된다.According to this configuration, the high-voltage counter electromotive force generated at the moment of supplying the current to magnetize the fixed electrode 361 magnetized by one coil (for example, L1) to the opposite polarity forms another closed loop. Since it can be attenuated by one coil (for example, L2), it is possible to ensure sufficiently stable operation even if the withstand voltage performance of each element constituting the BLDC motor is reduced. As a result, the same performance can be achieved by using an element having a low withstand voltage capability, thereby reducing the manufacturing cost of the BLDC motor.

이러한 동작을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 스위칭부(201)는 제1 코일(L1)에 연결된 제1 스위치(201a)와 제2 스위치(201b)를 포함하여 이루어진다. 또한, 제1 스위치(201a)는 NMOS 소자(T1)와 PMOS(T2) 소자를 포함하고, 제2 스위치 역시 NMOS 소자(T2)와 PMOS 소자(T4)를 포함하여 이루어진다.This operation is described in more detail as follows. The switching unit 201 includes a first switch 201a and a second switch 201b connected to the first coil L1. In addition, the first switch 201a includes an NMOS device T1 and a PMOS (T2) device, and the second switch also includes an NMOS device T2 and a PMOS device T4.

먼저, 스위칭 IC(100)에서는 교대로 HIGH 및 LOW로 동작하는 스위칭 신호를 생성하여 제1 스위칭부(201) 측으로 출력한다. 이 스위칭 신호는 제1 스위치(201a)측으로 I+ 신호가 출력되고, 제2 스위치(201b) 측으로는 I- 신호가 출력된다. 여기에서, 신호 I+와 I-는 서로 반대의 위상을 가지는 신호임을 의미한다. 즉, I+ 신호가 HIGH인 경우에는 I-는 LOW의 상태이고, I+가 LOW 인 경우에는 I-는 HIGH를 나타내게 된다.First, the switching IC 100 alternately generates a switching signal that operates at a high and a low level, and outputs the switching signal to the first switching unit 201. The I + signal is output to the first switch 201a side and the I- signal is output to the second switch 201b side. Here, the signals I + and I- mean signals having opposite phases to each other. That is, when the I + signal is HIGH, I- is in a LOW state, and when I + is LOW, I- is in HIGH.

이때, I+ 스위칭 신호에 의해 제1 스위치(201a)에 HIGH가 입력되고, I- 신호에 의해 제2 스위치(201b)에 LOW가 입력되면, 제1 스위치(201a)의 T1의 게이트는 ON되고, T2의 게이트는 OFF된다. 이에 의해 전원이 T1의 소스를 통해 접속점(381a)에 연결되어 제1 코일(L1)에 전류를 공급하게 된다. 이에 의해 제1 고정 전극(361)은 예를 들면 N극으로 자화된다. 동시에 T3의 게이트는 OFF되고 T4의 게이트는 ON되어 접속점(381c)은 접지에 연결되게 된다. 결과적으로 제2 코일은 양단이 접지에 연결되는 폐루프를 형성하게 된다. At this time, when HIGH is input to the first switch 201a by the I + switching signal and LOW is input to the second switch 201b by the I- signal, the gate of T1 of the first switch 201a is turned on. The gate of T2 is turned off. As a result, the power source is connected to the connection point 381a through the source of T1 to supply current to the first coil L1. As a result, the first fixed electrode 361 is magnetized to the N pole, for example. At the same time, the gate of T3 is turned off and the gate of T4 is turned on so that connection point 381c is connected to ground. As a result, the second coil forms a closed loop whose both ends are connected to ground.

반대로, I+ 스위칭 신호가 LOW가 되고, I- 스위칭 신호가 HIGH가 되면, 제1 스위치의 T1이 OFF가 되고 T2는 ON으로 되어 접속점(381a)이 접지에 연결되고 제1 코일(L1)은 접지를 통한 폐루프를 형성한다. 그리고 제2 스위치(201b)의 T3은 ON되고 T4가 OFF가 되어 전원이 T3을 통해 제2 코일(L2)로 공급되게 된다. 이에 의해 제1 고정 전극(361)은 예를 들면 S극으로 자화된다. On the contrary, when the I + switching signal goes LOW and the I- switching signal goes HIGH, T1 of the first switch is turned OFF and T2 is turned ON so that the connection point 381a is connected to ground and the first coil L1 is grounded. To form a closed loop. Then, T3 of the second switch 201b is turned on and T4 is turned off so that power is supplied to the second coil L2 through T3. As a result, the first fixed electrode 361 is magnetized to the S pole, for example.

이와 같이 제1 코일(L1) 및 제2 코일(L2)에 교대로 전류가 공급됨으로써 고정 전극(361)은 각 코일의 동작에 따라 반대의 자극으로 자화되어 회전자(500)를 회전시키게 된다. 한편, 전류가 공급되는 코일 이외의 코일은 접지에 연결된 폐루프를 형성하게 되어, 반대 방향으로 입력되는 전류에 의해 자극이 변환되는 순간에 발생하게 되는 고압의 역기전력을 감쇠시키는 역할을 한다.In this way, by alternately supplying current to the first coil L1 and the second coil L2, the fixed electrode 361 is magnetized to the opposite magnetic pole according to the operation of each coil to rotate the rotor 500. On the other hand, the coil other than the coil to which the current is supplied forms a closed loop connected to the ground, and serves to attenuate the high-voltage counter electromotive force generated when the magnetic pole is converted by the current input in the opposite direction.

본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 제1 스위치(201a)로 입력되는 스위칭 신호를 인버터를 통해 반전시켜 제2 스위치(201b)로 입력할 수도 있다. 이러한 구성에 의하면, 스위칭 IC(100)에서 각각의 스위치들(201a 및 201b)로 출력하는 스위칭 신호의 개수를 줄일 수 있다는 장점이 있다. According to another embodiment of the present invention, the switching signal input to the first switch 201a may be inverted through the inverter and input to the second switch 201b. According to this configuration, the number of switching signals output to the switches 201a and 201b from the switching IC 100 can be reduced.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터는 2상의 전원을 이용하여 구동하는 것으로 설명하였으나, 3상의 전원을 사용하더라도 동일하게 실시할 수 있다.In addition, the BLDC motor according to an embodiment of the present invention has been described as being driven by using a two-phase power source.

도 1은 종래 기술에 의한 3상 BLDC 모터의 구조를 나타낸 회로 블록도이다. 1 is a circuit block diagram showing the structure of a three-phase BLDC motor according to the prior art.

도 2는 종래 기술에 의한 BLDC 모터에서 코일이 권취된 고정자 구조를 나타낸 사시도이다.2 is a perspective view showing a stator structure in which a coil is wound in a conventional BLDC motor.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터에서 실제 전기 회로를 구성하는 스위칭 IC, 스위칭부 및 고정자만을 블록으로 나타낸 도면이다.3 is a block diagram illustrating only a switching IC, a switching unit, and a stator constituting an actual electric circuit in a BLDC motor according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터의 회로 구성 및 그 동작을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the circuit configuration and operation of the BLDC motor according to an embodiment of the present invention.

Claims

A rotor having at least one N pole and an S pole,

A stator having a plurality of fixed electrodes wound around two coils in the same direction,

In one said fixed electrode, the drive part which controls the electric current which flows in said two coils so that this fixed electrode is magnetized to the north pole by one of the said two coils and to the south pole by the other one coil BLDC motor, characterized in that it comprises.

The method of claim 1,

BLDC motor characterized in that the closed loop is grounded at both ends of the coil by connecting the switch to ground without supplying current to the other coil while supplying current to one of the two coils

The method according to claim 1 or 2,

BLDC motor, characterized in that one end of one of the two coils and the other end of the other coil is electrically connected to each other.

The method of claim 3,

Further comprising a PCB having a plurality of connection points to which both ends of all coils of the stator are connected,

BLDC motor, characterized in that one end of the one coil and the other end of the other coil that is electrically connected to each other is connected to one of the connection point.

The method of claim 4, wherein

And the connection points of the PCB are respectively connected to the output of the first switch, the output of the second switch, and the ground.

The method according to claim 1 or 2,

The driving unit is a switching IC for generating a switching signal to flow a current through the two coils,

And a switching unit for switching a current to flow in only one of the two coils according to the switching signal.

The method of claim 6,

BLDC motor, characterized in that the switching unit comprises an NMOS transistor and a PMOS transistor.

The method of claim 6,

BLDC motor, characterized in that the switching unit further comprises an inverter.