KR20100071052A

KR20100071052A - 모터 구동 회로, 방법 및 그것을 이용한 냉각 장치

Info

Publication number: KR20100071052A
Application number: KR1020107007113A
Authority: KR
Inventors: 마코토 구와무라
Original assignee: 로무 가부시키가이샤
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2010-06-28
Also published as: US20100219781A1; US8362723B2; CN101796716A; WO2009054134A1; CN101796716B

Abstract

모터 구동 회로(100)는, 모터(2)에 구동 전류를 공급하여 구동한다. 제1 홀 앰프(HAMP1)∼제3 홀 앰프(HAMP3)는, 모터(2)의 각 상마다 설치되고, 대응하는 상의 홀 소자로부터 홀 신호쌍을 받아, 홀 신호쌍의 차를 증폭하여 상마다의 정현파 전압(SIN_U, SIN_V, SIN_W)을 생성한다. 제1 PWM 콤퍼레이터(PCMP1)∼제3 PWM 콤퍼레이터(PCMP3)는, 모터(2)의 각 상마다 설치되고, 대응하는 상의 정현파 전압(SIN_U, SIN_V, SIN_W)을 주기 전압(Vosc)과 비교하여, 상마다의 PWM 신호(PWM_U, PWM_V, PWM_W)를 생성한다. 구동부(10)는, 구동 대상의 상의 코일을, 대응하는 상의 PWM 콤퍼레이터로부터의 PWM 신호를 이용하여 펄스 구동한다.

Description

모터 구동 회로, 방법 및 그것을 이용한 냉각 장치{MOTOR DRIVE CIRCUIT, METHOD, AND COOLING DEVICE USING THE SAME}

본 발명은, 모터의 회전을 제어하는 모터 구동 회로에 관한 것이다.

냉각용의 팬이나 디스크형 미디어를 회전시키기 위해 브러시리스 직류 모터가 이용된다. 브러시리스 직류(DC) 모터는, 일반적으로, 영구자석을 구비한 로터와, 성형 결선된 복수의 상의 코일을 구비한 스테이터를 구비하고 있으며, 코일에 공급하는 전류를 제어함으로써 코일을 여자하고, 로터를 스테이터에 대해 상대 회전시켜 구동한다. 브러시리스 DC 모터는, 로터의 회전 위치를 검출하기 위해, 일반적으로, 홀 소자나 광학 인코더 등의 센서를 구비하고 있으며, 센서에 의해 검출된 위치에 따라, 각 상의 코일에 공급하는 전류를 전환하여, 로터에 적절한 토크를 부여한다.

3상 모터를 180도 통전할 때, 각 상의 코일 전류가 삼각파에 가까워지도록, 각 상의 코일에 부여하는 스위칭 전압을 펄스 변조하는 방식(이하, 정현파 구동 방식이라고 한다)이 알려져 있다. 사인 드라이브에 의해 모터의 구동음이 저감된다.

1. 본 발명은 한 양태의 예시적인 목적의 하나는, 3상 모터를 정현파 구동 가능한 모터 구동 회로의 제공에 있다.

2. 모터 구동 회로의 외부의 마이크로컴퓨터에 의해, 모터의 토크에 따라 펄스폭 변조된 신호를 생성하고, 이 펄스폭 변조된 신호에 의거하여 모터를 구동하고 싶은 경우가 있다. 본 발명의 한 양태는 이러한 상황에서 이루어진 것이며, 그 예시적인 목적의 하나는, 펄스폭 변조 구동에 의해 3상 모터를 180도 정현파 통전하면서, 외부로부터의 펄스폭 변조된 신호에 의거하여 모터를 구동 가능한 모터 구동 회로의 제공에 있다.

3. 또 회로 보호 혹은 토크 제한의 관점에서, 모터의 코일에 흐르는 전류를 제한하고 싶은 경우가 있다. 본 발명의 한 양태는 이러한 상황에서 이루어진 것이며, 그 예시적인 목적의 하나는, 펄스폭 변조 구동 방식에 의해 3상 모터를 180도 정현파 통전하면서, 3상 모터에 흐르는 전류를 제한하는 것이 가능한 모터 구동 기술의 제공에 있다.

1. 본 발명의 한 양태는, 3상 모터에 구동 전류를 공급하여 구동하는 모터 구동 회로에 관한 것이다. 이 모터 구동 회로는, 3상 모터의 각 상마다 설치되고, 대응하는 상의 홀 소자로부터 홀 신호쌍을 받아, 홀 신호쌍의 차를 증폭하여 상마다의 정현파 전압을 생성하는 제1, 제2, 제3 홀 앰프와, 3상 모터의 각 상마다 설치되고, 대응하는 상의 정현파 전압을 주기 전압과 비교하여, 상마다의 펄스 변조 신호를 생성하는 제1, 제2, 제3 펄스 변조 콤퍼레이터와, 구동 대상의 상의 코일을, 대응하는 상의 펄스 변조 콤퍼레이터로부터의 펄스 변조 신호를 이용하여 펄스 구동하는 구동부와, 제1, 제2, 제3 홀 앰프의 정현파 전압의 적어도 하나에 따른 검출 전압과, 3상 모터의 토크를 지시하는 토크 설정 전압의 오차에 의거하여, 제1, 제2, 제3 홀 앰프의 이득을 설정하는 이득 설정부를 구비한다.

이 양태에서는, 제1, 제2, 제3 홀 앰프로부터 출력되는 정현파 전압이, 토크 설정 전압에 의거하여 결정되고, 또한 펄스 변조 신호의 듀티비를 토크 설정 전압에 의거하여 제어할 수 있다. 이 양태에 의하면, 정현파 전압은 홀 신호쌍의 진폭의 영향을 받지 않으므로, 모터를 토크 설정 전압에 따른 토크로 회전시킬 수 있다.

검출 전압은, 정현파 전압의 진폭에 따른 신호여도 된다. 이 경우, 정현파 전압의 진폭을 토크 설정 전압에 따른 일정치로 유지할 수 있다.

이득 설정부는, 제1, 제2, 제3 홀 앰프 각각의 정현파 전압에 따른 검출 신호를 합성하여 검출 전압을 생성하는 합성부와, 검출 전압과 토크 설정 전압의 오차에 따른 오차 신호를 생성하는 오차 증폭기를 포함하며, 오차 신호에 따라 제1, 제2, 제3 홀 앰프의 이득을 설정해도 된다.

제1, 제2, 제3 홀 앰프는 각각, 정현파 전압을 반파 정류한 파형을 갖는 검출 신호를, 전류 신호로서 출력하고, 합성부는, 제1, 제2, 제3 홀 앰프로부터 출력되는 전류 신호를 일단에 받고, 타단의 전위가 고정된 합성 저항을 포함하며, 당해 합성 저항에 발생하는 전압 강하를 검출 전압으로서 출력해도 된다.

이 경우, 각 상의 정현파 전압을 합성함으로써, 정현파 신호의 진폭에 따른 직류 전압을 얻을 수 있다.

구동부는, 각 상마다 설치된 푸시풀 형식의 제1, 제2, 제3 인버터와, 제1, 제2, 제3 인버터의 저전위측의 공통 접속점과 접지 단자 사이에 설치된 전류 검출 저항을 포함해도 된다. 모터 구동 회로는, 전류 검출 저항에 발생하는 전압 강하를, 소정의 임계치 전압과 비교하는 전류 제한 콤퍼레이터를 더 구비해도 된다. 구동부는, 전압 강하가 임계치 전압을 초과하면, 3상 모터의 각 코일로의 통전을 정지해도 된다.

이 경우, 전류 검출 저항에 발생하는 전압 강하를 필터링하지 않고 전류 제한을 가할 수 있으므로, 기동 시의 오버슈트를 억제할 수 있다.

구동부는, 3상 모터의 각 코일로의 통전을 정지한 후, 소정의 주기를 갖는 해제 신호에 의거하여, 통전의 정지를 해제해도 된다.

소정의 타이밍은, 주기 전압에 동기해도 된다. 또한 해제 신호는, 주기 전압이 피크치 또는 보텀치를 취하는 타이밍에 동기해도 된다. 이 경우, 펄스 구동과 동기하여 전류 제한을 행할 수 있다.

구동부는, 외부로부터 입력되는 펄스 변조된 펄스 변조 제어 신호를 받고, 당해 펄스 변조 제어 신호를, 제1, 제2, 제3 펄스 변조 콤퍼레이터 각각의 출력 신호와 논리 합성하여, 합성한 신호에 의거하여 3상 모터를 구동해도 된다.

이 경우, 외부로부터의 펄스 변조 제어 신호에 의해서도, 모터의 토크를 제어할 수 있다.

모터 구동 회로는, 1개의 반도체 기판 상에 일체 집적화되어도 된다. 또한, 여기에서의 집적화란, 회로의 구성 요소 모두가 반도체 기판 상에 형성되는 경우나, 회로의 주요 구성 요소가 일체 집적화되는 경우가 포함되며, 회로 정수의 조절용으로 일부의 저항이나 커패시터 등이 반도체 기판의 외부에 설치되어 있어도 된다.

본 발명의 다른 양태는, 냉각 장치이다. 이 장치는, 3상 팬 모터와, 3상 팬 모터를 구동하는 상술한 어느 하나의 모터 구동 회로를 구비한다.

본 발명의 또 다른 양태는, 3상 모터에 구동 전류를 공급하여 구동하는 모터 구동 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 각 상마다의 홀 신호쌍의 차를 증폭하여, 각 상마다의 정현파 전압을 생성하는 단계와, 각 상마다의 정현파 전압을 주기 전압과 비교하여, 상마다의 펄스 변조 신호를 생성하는 단계와, 구동 대상의 상의 코일을, 대응하는 상의 펄스 변조 신호를 이용하여 펄스 구동하는 단계와, 적어도 하나의 상의 정현파 전압에 따른 검출 전압과, 3상 모터의 토크를 지시하는 토크 설정 전압이 일치하도록, 홀 신호쌍의 차를 증폭할 때의 이득을 조절하는 단계를 구비한다.

2. 본 발명의 한 양태는, 3상 모터에 구동 전류를 공급하여 구동하는 모터 구동 회로에 관한 것이다. 이 모터 구동 회로는, 3상 모터의 각 상마다 설치되고, 대응하는 상의 홀 소자로부터 홀 신호쌍을 받아, 홀 신호쌍의 차를 증폭하여 상마다의 정현파 전압을 생성하는 제1, 제2, 제3 홀 앰프와, 3상 모터의 각 상마다 설치되고, 대응하는 상의 정현파 전압을 주기 전압과 비교하여, 상마다의 펄스 변조 신호를 생성하는 제1, 제2, 제3 펄스 변조 콤퍼레이터와, 외부의 회로로부터, 목표로 하는 토크에 따른 듀티비를 갖는 외부 펄스 변조 신호가 입력되는 외부 제어 단자와, 상마다의 펄스 변조 신호를 각각 외부 펄스 변조 신호와 합성하여, 구동 대상의 상의 코일을, 합성된 신호에 의거하여 펄스 구동하는 구동부를 구비한다.

이 양태에 의하면, 정현파 전압에 의거한 펄스 변조 신호를, 외부 펄스 변조 신호와 합성함으로써, 실효적인 듀티비를 조절할 수 있으며, 모터의 토크를 제어할 수 있다.

한 양태의 모터 구동 회로는, 제1, 제2, 제3 홀 앰프의 정현파 전압의 적어도 하나에 따른 검출 전압과, 소정의 기준 전압의 오차에 의거하여, 제1, 제2, 제3 홀 앰프의 이득을 설정하는 이득 설정부를 더 구비해도 된다.

이 경우, 기준 전압의 전압 레벨에 따라서도 토크를 제어할 수 있다. 즉, 외부 펄스 변조 신호가 부여되지 않는 경우에는 기준 전압에 의거한 토크 제어를, 외부 펄스 변조 신호가 부여되는 경우에는 그것에 의거한 토크 제어를 실현할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태는, 3상 모터에 구동 전류를 공급하여 구동하는 모터 구동 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 각 상마다의 홀 신호쌍의 차를 증폭하여, 각 상마다의 정현파 전압을 생성하는 단계와, 각 상마다의 정현파 전압을 주기 전압과 비교하여, 상마다의 펄스 변조 신호를 생성하는 단계와, 목표로 하는 토크에 따른 듀티비를 갖는 외부 펄스 변조 신호를 생성하는 단계와, 상마다의 펄스 변조 신호를 외부 펄스 변조 신호와 합성하여, 구동 대상의 상의 코일을, 합성된 신호에 의거하여 펄스 구동하는 단계를 구비한다.

한 양태의 방법은, 적어도 하나의 상의 정현파 전압에 따른 검출 전압과, 소정의 기준 전압이 일치하도록, 홀 신호쌍의 차를 증폭할 때의 이득을 조절하는 단계를 더 구비해도 된다.

3. 본 발명의 한 양태는, 3상 모터에 구동 전류를 공급하여 구동하는 모터 구동 회로에 관한 것이다. 이 모터 구동 회로는, 3상 모터의 각 상마다 설치되고, 대응하는 상의 홀 소자로부터 홀 신호쌍을 받아, 홀 신호쌍의 차를 증폭하여 상마다의 정현파 전압을 생성하는 제1, 제2, 제3 홀 앰프와, 3상 모터의 각 상마다 설치되고, 대응하는 상의 정현파 전압을 주기 전압과 비교하여, 상마다의 펄스 변조 신호를 생성하는 제1, 제2, 제3 펄스 변조 콤퍼레이터와, 3상 모터의 각 상마다 설치된 푸시풀 형식의 제1, 제2, 제3 인버터와, 제1, 제2, 제3 인버터의 저전위측의 공통 접속점과 접지 단자 사이에 설치된 전류 검출 저항을 포함하며, 구동 대상의 상의 코일을, 대응하는 상의 펄스 변조 콤퍼레이터로부터의 펄스 변조 신호를 이용하여 펄스 구동하는 구동부와, 전류 검출 저항에 발생하는 전압 강하를, 소정의 임계치 전압과 비교하는 전류 제한 콤퍼레이터를 구비한다. 구동부는, 전압 강하가 임계치 전압을 초과하면, 3상 모터의 각 코일로의 통전을 정지한다.

이 양태에 의하면, 코일 전류가 어떤 임계치를 초과하면, 즉시 통전이 정지되어, 코일 전류를 제한할 수 있다. 또 전류 제한 콤퍼레이터는, 전류 검출 저항에 발생하는 전압 강하를 필터 등에 의해 평활화하지 않고 직접 임계치 전압과 비교하므로 위상 지연이 발생하지 않는다. 따라서, 전류 제한이 늦어져 전류가 오버슈트하는 것을 억제할 수 있다.

통전이 정지한 후, 주기적으로 정지를 해제함으로써, 모터가 계속 정지하는 것을 방지하여, 회전을 재개할 수 있다.

해제 신호는, 주기 전압에 동기하고 있어도 된다. 해제 신호를 펄스폭 변조의 주기와 동기시킴으로써, PWM 구동을 하면서, 전류 제한을 가할 수 있다.

해제 신호는, 주기 전압이 피크치 또는 보텀치를 취하는 타이밍에 동기하고 있어도 된다. 삼각파 혹은 톱니파 형상의 주기 전압을 생성할 때에는, 그 피크, 보텀에서 레벨이 천이하는 펄스 신호가 아울러 생성된다. 이 펄스 신호를 이용하면, 해제 신호를 간이하게 생성할 수 있다.

구동부는, 제1, 제2, 제3 펄스 변조 콤퍼레이터로부터 출력되는 펄스 변조 신호 중, 2개 또는 1개가 도통을 지시하는 레벨이며, 또한 전압 강하가 임계치 전압보다 낮을 때, 코일을 통전으로 해도 된다. 전압 강하가 임계치 전압을 초과하면 즉시 코일을 비통전으로 해도 된다.

본 발명의 다른 양태는, 냉각 장치이다. 이 장치는, 3상 팬 모터와, 3상 팬 모터를 구동하는 모터 구동 회로를 구비한다.

이 양태에 의하면, 모터의 과전류를 알맞게 억제할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태는, 3상 모터에 구동 전류를 공급하여 구동하는 모터 구동 방법에 관한 것이다. 이 방법은, 각 상마다의 홀 신호쌍의 차를 증폭하여, 각 상마다의 정현파 전압을 생성하는 단계와, 각 상마다의 정현파 전압을 주기 전압과 비교하여, 상마다의 펄스 변조 신호를 생성하는 단계와, 선택된 구동 대상의 상의 코일을, 대응하는 상의 펄스 변조 신호를 이용하여 펄스 구동하는 단계와, 3상 모터의 코일 전류를, 코일 전류에 비례한 전압으로 변환하는 단계와, 변환된 전압을 소정의 임계치 전압과 비교하여, 변환된 전압이 상기 임계치 전압을 초과하면, 3상 모터의 각 코일로의 통전을 정지하는 단계를 구비한다.

이 양태에 의하면, 코일 전류가 어떤 임계치를 초과하면, 즉시 통전이 정지되어, 코일 전류를 제한할 수 있다.

1. 본 발명의 한 양태에 의하면, 3상 모터를 정현파 구동할 수 있다.

2. 본 발명의 한 양태에 의하면, 펄스폭 변조 구동에 의해 3상 모터를 180도 정현파 통전하면서, 외부로부터의 펄스폭 변조된 신호에 의거하여 모터를 구동할 수 있다.

3. 본 발명의 한 양태에 의하면, 펄스폭 변조 구동 방식에 의해 3상 모터를 180도 정현파 통전하면서, 3상 모터에 흐르는 전류를 제한할 수 있다.

도 1은 실시 형태에 관한 모터 구동 회로의 구성을 도시한 회로도이다.
도 2(a), (b)는, 도 1의 모터 구동 회로의 동작 상태를 도시한 타임차트이다.
도 3은 제1 홀 앰프∼제3 홀 앰프 및 합성부의 구성예를 도시한 회로도이다.
도 4는 도 3의 홀 앰프 및 합성부의 동작 상태를 도시한 타임차트이다.
도 5는 전류 제한 콤퍼레이터와 관련된 주변 회로의 상세한 회로도이다.
도 6은 모터 구동 회로의 전류 제한 동작을 도시한 제1 타임차트이다.
도 7은 모터 구동 회로의 전류 제한 동작을 도시한 제2 타임차트이다.
도 8은 외부 PWM 신호에 의거하여 모터를 구동하는 로직부의 일부의 구성을 도시한 회로도이다.
도 9는 외부 PWM 신호에 의한 토크 제어를 도시한 타임차트이다.

이하, 본 발명을 적합한 실시 형태를 기초로 도면을 참조하면서 설명한다. 각 도면에 도시되는 동일 또는 동등한 구성 요소, 부재, 처리에는, 동일한 부호를 붙이는 것으로 하고, 적절히 중복된 설명은 생략한다. 또, 실시 형태는, 발명을 한정하는 것이 아니라 예시로서, 실시 형태에 기술되는 모든 특징이나 그 조합은, 반드시 발명의 본질적인 것이라고는 할 수 없다.

본 명세서에 있어서, 「부재 A가 부재 B에 접속된 상태」란, 부재 A와 부재 B가 물리적으로 직접적으로 접속되는 경우나, 부재 A와 부재 B가, 전기적인 접속 상태에 영향을 미치지 않는 다른 부재를 통해 간접적으로 접속되는 경우도 포함한다. 동일하게, 「부재 C가, 부재 A와 부재 B의 사이에 설치된 상태」란, 부재 A와 부재 C, 혹은 부재 B와 부재 C가 직접적으로 접속되는 경우 외에, 전기적인 접속 상태에 영향을 미치지 않는 다른 부재를 통해 간접적으로 접속되는 경우도 포함한다.

또 본 명세서에 있어서, 전압 신호, 전류 신호, 혹은 저항에 붙여진 부호는, 필요에 따라 각각의 전압치, 전류치, 혹은 저항치를 나타내는 것으로 한다.

도 1은, 실시 형태에 관한 모터 구동 회로(100)의 구성을 도시한 회로도이다. 모터 구동 회로(100)는, 센서리스 브러시리스 DC 모터(이하, 간단히 「모터」라고 한다)(2)에 구동 전류를 공급하여 회전을 제어한다. 모터(2)는, U상, V상, W상의 코일 Lu, Lv, Lw를 포함하는 3상 모터이다. 예를 들면 모터(2)는 팬 모터로서, 냉각 대상물에 대향하여 배치되고, 모터 구동 회로(100)는 모터(2)와 함께 냉각 장치를 구성한다.

모터 구동 회로(100)는, 모터(2)에 구동 전류를 공급하여 구동한다. 모터 구동 회로(100)에는, 제1 홀 소자(H1)∼제3 홀 소자(H3)가 접속된다. 모터 구동 회로(100)는, 제1 홀 콤퍼레이터(HCMP1)∼제3 홀 콤퍼레이터(HCMP3), 제1 홀 앰프(HAMP1)∼제3 홀 앰프(HAMP3), 제1 PWM 콤퍼레이터(PCMP1)∼제3 PWM 콤퍼레이터(PCMP3), 구동부(10), 오실레이터(20), 이득 설정부(30), 레귤레이터(40), 전류 제한 콤퍼레이터(60)를 구비한다.

레귤레이터(40)는 소정의 기준 전압(Vref)을 생성한다. 기준 전압(Vref)은, 바이어스 저항(R2)을 통해, 제1 홀 소자(H1)∼제3 홀 소자(H3)의 제1 바이어스 단자에 인가된다. 제1 홀 소자(H1)∼제3 홀 소자(H3)의 제2 바이어스 단자는 공통 접속되고, 바이어스 저항(R3)을 통해 접지된다. 제1 홀 소자(H1)∼제3 홀 소자(H3)는 각각, 모터(2)의 U상, V상, W상의 코일 Lu, Lv, Lw에 대응되어 배치된다. 또한, 제1 홀 소자(H1)∼제3 홀 소자(H3)는 병렬 접속이 아니라, 직렬 접속해도 된다.

제1 홀 소자(H1)는, 로터의 위치에 따른 홀 신호쌍(SH1±)을 출력한다. 동일하게, 제2 홀 소자(H2), 제3 홀 소자(H3)는 홀 신호쌍(SH2±, SH3±)을 출력한다. 모터 구동 회로(100)는, 상마다의 홀 신호쌍(SH±)을 받는다.

제1 홀 콤퍼레이터(HCMP1)∼제3 홀 콤퍼레이터(HCMP3)는, 모터(2)의 U상, V상, W상마다 설치되고, 각각 대응하는 상(U, V, W)의 홀 소자(H1, H2, H3)로부터 홀 신호쌍(SH1±, SH2±, SH3±)을 받는다. 제1 홀 콤퍼레이터(HCMP1)∼제3 홀 콤퍼레이터(HCMP3)는, 대응하는 홀 신호쌍(SH1±, SH2±, SH3±)의 레벨을 비교하여 상 U, V, W마다의 직사각형파 신호(RECT_U, RECT_V, RECT_W)를 생성한다.

제1 홀 앰프(HAMP1)∼제3 홀 앰프(HAMP3)는, 모터(2)의 U상, V상, W상마다 설치되고, 대응하는 상(U, V, W)의 홀 소자(H1, H2, H3)로부터 홀 신호쌍(SH1±, SH2±, SH3±)을 받는다. 제1 홀 앰프(HAMP1)∼제3 홀 앰프(HAMP3)는 각각, 입력된 홀 신호쌍(SH1±, SH2±, SH3±)의 차를 증폭하여 상 U, V, W마다의 정현파 전압(SIN_U, SIN_V, SIN_W)을 생성한다. 제1 홀 앰프(HAMP1)∼제3 홀 앰프(HAMP3)는, 외부로부터의 이득 제어 신호에 따라 이득이 가변으로 되고 있고, 이득 제어 신호를 받기 위한 이득 제어 단자(P1)가 설치된다.

오실레이터(20)는, 삼각파 혹은 톱니파 형상의 주기 전압(Vosc)을 생성한다. 제1 PWM 콤퍼레이터(PCMP1)∼제3 PWM 콤퍼레이터(PCMP3)는, 모터(2)의 U상, V상, W상마다 설치된다. 제1 PWM 콤퍼레이터(PCMP1)∼제3 PWM 콤퍼레이터(PCMP3)의 한쪽의 입력 단자(반전 입력 단자(-))에는, 주기 전압(Vosc)이 입력되고, 다른 쪽의 입력 단자(비반전 입력 단자(+))에는, 대응하는 상(U, V, W)의 정현파 전압(SIN_U, SIN_V, SIN_W)이 입력된다. 제1 PWM 콤퍼레이터(PCMP1)∼제3 PWM 콤퍼레이터(PCMP3)는, 대응하는 상의 정현파 전압(SIN_U, SIN_V, SIN_W)을 주기 전압(Vosc)과 비교하여, 상마다의 펄스폭 변조 신호(이하, PWM 신호라고 한다)(PWM_U, PWM_V, PWM_W)를 생성한다.

구동부(10)는, 로직부(12), 프리드라이버(14), 드라이버(16)를 포함한다. 구동부(10)는 제1 홀 콤퍼레이터(HCMP1)∼제3 홀 콤퍼레이터(HCMP3)로부터의 직사각형파 신호(RECT_U, RECT_V, RECT_W)에 의거하여, 구동할 상을 선택한다. 또한 구동부(10)는, 직사각형파 신호(RECT_U, RECT_V, RECT_W)에 의거하여 선택한 구동 대상의 상의 코일을, 대응하는 상의 펄스 변조 콤퍼레이터(PCMP)로부터의 PWM 신호를 이용하여 펄스 구동한다.

로직부(12)는, 직사각형파 신호(RECT)와 PWM 신호를 논리 합성한다. 드라이버(16)는 브리지 회로이며, 각 상마다 하이사이드 트랜지스터 및 로우사이드 트랜지스터를 구비한다. 프리드라이버(14)는, 로직부(12)의 출력 신호에 의거하여, 드라이버(16) 내의 트랜지스터의 온, 오프를 전환한다. 구동부(10)의 구성, 동작은, 일반적인 정현파 180도 통전을 행하는 구동 회로와 다르지 않으므로, 상세한 설명은 생략한다.

이득 설정부(30)는, 제1 홀 앰프(HAMP1)∼제3 홀 앰프(HAMP3)로부터의 정현파 전압(SIN_U, SIN_V, SIN_W)의 적어도 하나에 따른 검출 전압(Vs)과, 모터(2)의 토크를 지시하는 토크 설정 전압(Vtrq)의 오차에 의거하여, 제1 홀 앰프(HAMP1)∼제3 홀 앰프(HAMP3)의 이득을 설정한다.

검출 전압(Vs)은, 정현파 전압(SIN_U, SIN_V, SIN_W)의 진폭에 따른 신호인 것이 바람직하다. 진폭에 따른 검출 전압(Vs)을 생성하기 위해, 이득 설정부(30)에는 오차 증폭기(32), 합성부(34), 앰프(36)가 설치된다. 합성부(34)는, 제1 홀 앰프(HAMP1)∼제3 홀 앰프(HAMP3)의 정현파 전압(SIN_U, SIN_V, SIN_W)에 따른 검출 신호(S1∼S3)를 합성하여, 검출 전압(Vs)을 생성한다. 합성부(34)의 상세한 것은 후술한다.

앰프(36)는 외부로부터의 토크 제어 전압(Vt)과, 기준 전압(Vref1)의 차를 증폭한다. 앰프(36)로부터 출력되는 토크 설정 전압(Vtrq)은, 모터(2)의 토크를 지시하는 전압이 된다. 오차 증폭기(32)는, 검출 전압(Vs)과 토크 설정 전압(Vtrq)의 오차를 증폭하여 오차 신호(Serr)를 생성한다. 오차 신호(Serr)는, 제1 홀 앰프(HAMP1)∼제3 홀 앰프(HAMP3)의 이득 제어 단자(P1)에 입력되어, 각각의 이득이 제어된다.

다음에 이득 설정부(30)에 의한 이득 설정 동작에 대해 설명한다.

어떤 하나의 상, 예를 들며 U상에 주목하면, 제1 홀 앰프(HAMP1), 이득 설정부(30)에서 피드백 루프가 형성되어 있다. 이득 설정부(30)의 오차 증폭기(32)에 있어서, 정상 상태에서는 이미지너리 쇼트가 성립되므로, Vs=Vtrq가 성립되도록 피드백이 걸린다. 여기에서 Vs는, 제1 홀 앰프(HAMP1)∼제3 홀 앰프(HAMP3)의 출력인 정현파 전압(SIN_U, SIN_V, SIN_W)의 진폭에 따른 전압이므로, 피드백에 의해 정현파 전압(SIN_U)의 진폭은, 토크 설정 전압(Vtrq)에 따른 값으로 안정화된다.

제1 PWM 콤퍼레이터(PCMP1)는, 주기 전압(Vosc)을 정현파 전압(SIN_U)에 의해 슬라이스하여, 펄스폭 변조된 PWM 신호(PWM_U)를 생성한다. 요컨대 정현파 전압(SIN_U)의 진폭에 따라 PWM 신호(PWM_U)의 듀티비가 변화하여, 모터(2)의 토크가 조절된다.

도 2(a), (b)는, 도 1의 모터 구동 회로(100)의 동작 상태를 도시한 타임차트이다. 또한, 본 명세서에 도시된 타임차트의 세로축 및 가로축은, 이해를 용이하게 하기 위해 적절히 확대, 축소한 것이며, 또 도시되는 각 파형도, 이해의 용이를 위해 간략화되어 있다.

도 2(a), (b)는, 상이한 토크 설정 전압(Vtrq)에 대한 타임차트를 도시한다. 상이한 토크 설정 전압(Vtrq)에 의해, 정현파 전압(SIN_U)의 진폭이 상이한 값으로 유지된다. 정현파 전압(SIN_U)의 진폭이 변화하면, PWM 신호(PWM_U)의 듀티비도 변화한다.

도 1의 모터 구동 회로(100)에 의하면, 홀 신호쌍을 증폭하는 제1 홀 앰프(HAMP1)의 이득을, 토크 설정 전압에 의거하여 제어함으로써, PWM 신호(PWM_U)의 듀티비를 토크 설정 전압에 따라 변화시킬 수 있으며, 모터(2)를 원하는 토크로 구동할 수 있다. V상, W상에 대해서도 동일하다.

또, 홀 소자로부터의 홀 신호쌍의 진폭은, 홀 소자의 특성이나 바이어스 상태에 따라 상이한 값을 취한다. 도 1의 모터 구동 회로(100)에 의하면, 정현파 전압(SIN_U, SIN_V, SIN_W)은 홀 신호쌍의 진폭에 의존하지 않으므로, 모터(2)를 토크 설정 전압(Vtrq)에 따른 토크로 회전시킬 수 있다.

도 3은, 제1 홀 앰프(HAMP1)∼제3 홀 앰프(HAMP3) 및 합성부(34)의 구성예를 도시한 회로도이다. 3개의 앰프는 동일한 구성을 가지므로, 제1 홀 앰프(HAMP1)만이 상세하게 도시된다.

제1 홀 앰프(HAMP1)는, 입출력으로서 반전 입력 단자(-), 비반전 입력 단자(+), 이득 제어 단자(P1), 전압 출력 단자(PoV), 전류 출력 단자(PoI)를 갖는다. 제1 홀 앰프(HAMP1)의 입력단에는, 차동 증폭기(50)가 설치된다. 차동 증폭기(50)는, 입력 차동쌍(Q1, Q2), 다이오드(D1∼D3), 커런트 미러 부하를 구성하는 트랜지스터(Q3, Q4), 정전류원(52), 트랜지스터(Q5)를 구비한다.

입력 차동쌍(Q1, Q2)의 각각의 베이스는, 비반전 입력 단자(+), 반전 입력 단자(-)로 되어 있다. 트랜지스터(Q3∼Q5)는 커런트 미러 접속되고, 정전류원(52)에 의해 생성되는 기준 전류(Iref)에 의해 바이어스된다. 다이오드(D1∼D3)는 전압 레벨을 맞추기 위해 설치된다.

차동 증폭기(50)의 후단에는, 출력단(54)이 설치된다. 출력단(54)에는, 트랜지스터(Q1, Q2)의 컬렉터 전압(V1, V2)이 입력된다. 정전류원(56)은, 이득 제어 단자(P1)에 입력된 오차 신호(Serr)에 따른 전류(Ic1)를 생성한다. 트랜지스터(Q10∼Q13)는 커런트 미러 접속되어 있고, 각 트랜지스터에는 정전류(Ic1)에 비례한 전류가 흐른다. 트랜지스터(Q6∼Q9)는 트랜지스터(Q11)에 흐르는 전류(Ic2)에 의해 바이어스된 차동 증폭기를 구성한다. 트랜지스터(Q6)의 베이스에는 홀 신호쌍(SH1±)의 차에 따른 전압(V1)이 입력되고, 홀 신호쌍(SH1±)의 차에 따른 전류(Ix1)가 흐른다. 동일하게, 트랜지스터(Q7)에는, 홀 신호쌍(SH1±)의 차에 따른 전류(Ix2)가 흐른다.

트랜지스터(Q8)는 트랜지스터(Q6)의 경로 상에 설치되어 있고, 트랜지스터(Q14)는 트랜지스터(Q8)에 커런트 미러 접속된다. 따라서 트랜지스터(Q14)에는 전류(Ix1)에 비례한 전류(Ix1')가 흐른다. 동일하게, 트랜지스터(Q15)에는, 전류(Ix2)에 비례한 전류(Ix2')가 흐른다.

트랜지스터(Q16)의 컬렉터 전류는, 전류(Ix1')와 정전류(Ic3)의 차분이 된다. 동일하게, 트랜지스터(Q17)의 컬렉터 전류는, 전류(Ix2')와 정전류(Ic4)의 차분이 된다. 트랜지스터(Q16, Q17)의 컬렉터 전류(이미터 전류)가 합성되어, 전류 출력 단자(PoI)로부터 출력된다. 전류 출력 단자(PoI)로부터 출력되는 검출 신호(Io1)는, 정현파 전압(SIN_U)을 반파 정류한 전류 신호가 된다.

트랜지스터(Q18)는 트랜지스터(Q8)와 커런트 미러 접속되어 있고, 전류(Ix1)에 비례한 전류(Ix3)가 흐른다. 출력 저항(R4)의 일단은 기준 전압(Vref2)으로 바이어스되어 있고, 전압 강하(R4×Ix3)가 발생한다. 전압 출력 단자(PoV)로부터는, Vref2+R4×Ix3의 정현파 전압(SIN_U)이 출력된다. 요컨대 기준 전압(Vref2)은, 정현파 전압(SIN_U)의 바이어스 레벨을 설정하는 전압이다.

합성부(34)는, 합성 저항(R5)을 포함한다. 합성 저항(R5)은 일단이 접지되어 있고, 타단에 제1 홀 앰프(HAMP1)∼제3 홀 앰프(HAMP3)로부터 출력되는 검출 신호(Io1∼Io3)를 받는다. 합성 저항(R5)에는, 전압 강하 R5×(Io1+Io2+Io3)이 발생한다. 합성부(34)는 합성 저항(R5)에 발생하는 전압 강하를, 검출 전압(Vs)으로서 출력한다.

도 4는, 도 3의 홀 앰프 및 합성부의 동작 상태를 도시한 타임차트이다. 정현파 전압(SIN_U, SIN_V, SIN_W)에 대해, 이것을 반파 정류한 검출 신호(Io1∼Io3)가 생성된다. 검출 신호(Io1∼Io3)를 가산에 의해 합성함으로써, 검출 전압(Vs)이 생성된다. 검출 전압(Vs)의 전압치는, 정현파 전압(SIN_U, SIN_V, SIN_W)의 진폭에 따른 값을 취한다.

또한, 실시 형태에서는, 정현파 전압(SIN_U, SIN_V, SIN_W)에 따른 검출 신호(Io1∼Io3)를 합성하여 검출 전압(Vs)을 생성하는 경우를 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면 어느 하나의 정현파 전압(SIN_U)의 진폭에 따른 검출 전압(Vs)을 생성하여, 토크 설정 전압(Vtrq)에 일치하도록 피드백을 행해도 된다. 또, 검출 신호(Io1∼Io3)를 전류 신호로 하고, 저항을 이용하여 가산하는 경우를 설명하였지만, 전압 신호로서 연산 증폭기를 이용한 가산기에 의해 가산해도 된다.

다음에, 모터(2)에 흐르는 코일 전류를 제한하여, 토크 제어를 행하는 방법에 대해 설명한다. 이를 위해 모터 구동 회로(100)는 전류 제한 콤퍼레이터(60)를 구비한다.

전류 제한 콤퍼레이터(60)는, 모터(2)의 코일에 흐르는 전류에 따른 전압(Vd)을, 소정의 임계치 전압(Vth)과 비교하여, Vth>Vd가 되면 드라이버(16)의 스위칭을 정지하고, 모터(2)에 대한 통전을 정지한다.

도 5는, 전류 제한 콤퍼레이터(60)와 관련된 주변 회로의 상세한 회로도이다. 드라이버(16)는, U, V, W상마다 설치된 푸시풀 형식의 제1, 제2, 제3 인버터(62, 64, 66)를 포함한다. 전류 검출 저항(R1)은, 제1 인버터(62)∼제3 인버터(66)의 공통 접속점(68)과 접지 단자 사이에 설치된다.

전류 검출 저항(R1)에는 코일 전류(Icoil)에 비례한 전압 강하(R1×Icoil)가 발생한다. 전류 제한 콤퍼레이터(60)는, 전류 검출 저항(R1)에 발생하는 전압 강하(Vd)를, 소정의 임계치 전압(Vth)과 비교한다. 전류 제한 콤퍼레이터(60)의 출력 신호(이하, 정지 신호(STOP)라고 한다)는, 로직부(12)에 입력된다. 로직부(12)는, 정지 신호(STOP)를 참조하여, Vd>Vth일 때 드라이버(16)의 각 트랜지스터를 PWM 신호의 레벨에 상관없이 강제적으로 오프시킨다. 또한, 일부의 트랜지스터를 온 상태로서 회생시켜도 된다.

로직부(12)에는 소정의 주기를 갖는 해제 신호(REL)가 입력되어 있다. 로직부(12)는, 해제 신호(REL)에 의거하여, 통전의 정지를 해제한다. 해제 신호(REL)는, 오실레이터(20)에 의해 생성되는 주기 전압(Vosc)에 동기한 신호가 바람직하다. 예를 들면, 커패시터를 충방전하여 주기 전압(Vosc)을 생성하는 경우, 충방전의 전환 타이밍에서 하이레벨, 로우레벨이 천이하는 신호를, 해제 신호(REL)로서 이용해도 된다. 이 경우, 해제 신호(REL)는, 주기 전압(Vosc)이 피크치 또는 보텀치를 취하는 타이밍에서 레벨 천이한다. 단, 해제 신호(REL)의 타이밍은 이것에 한정되지 않는다.

도 6은, 모터 구동 회로(100)의 전류 제한 동작을 도시한 제1 타임차트이다. 구동부(10)는, PWM 신호(PWM_U, PWM_V, PWM_W)를 받고, 2개 또는 1개가 도통을 지시하는 레벨(하이레벨)일 때 PWM 신호에 따라 코일을 통전한다. 한편, 3개의 PWM 신호가 모두 하이레벨일 때, 또는 모두 로우레벨일 때, 코일을 통전하지 않는다. 도 6의 통전 신호(OUT1)는, 통전 기간을 나타내고, ON이 통전 기간을, OFF가 비통전 기간을 나타낸다.

통전 신호(OUT2)는, 통전 신호(OUT1), 정지 신호(STOP) 및 해제 신호(REL)에 의거하여 생성된다. 통전 신호(OUT2)는, 통전 신호(OUT1)가 온 상태(하이레벨)일 때, 정지 신호(STOP)에 따라 오프 상태(로우레벨)로 천이한다. 또, 통전 신호(OUT1)가 오프 상태(로우레벨)일 때, 해제 신호(REL)에 따라 온 상태(하이레벨)로 천이한다.

로직부(12)는, 통전 신호(OUT2)와, PWM 신호(PWM_U, PWM_V, PWM_W) 각각의 논리곱을 연산하여, 프리드라이버(14)에 공급해야 할 펄스 신호(OUT_U, OUT_V, OUT_W)를 생성한다.

또한, 통전 신호(OUT1, OUT2)는 설명을 간이화하기 위해 나타낸 것이며, 로직부(12)에 있어서 동등한 신호가 생성될 필요는 없고, 최종적으로 도 6에 나타낸 펄스 신호(OUT_U, OUT_V, OUT_W)를 생성할 수 있으면 신호 처리의 방법은 불문한다.

도 7은, 모터 구동 회로(100)의 전류 제한 동작을 도시한 제2 타임차트이다. 도 7은 도 6보다 정현파 전압(SIN_U, SIN_V, SIN_W)의 진폭이 크고, 따라서 토크가 큰 경우의 동작을 나타낸다.

도 6, 7에 나타낸 바와 같이, 도 5의 구성에 의하면 코일 전류가 어떤 임계치를 초과하면, 즉시 통전이 정지되어, 코일 전류를 제한할 수 있다. 또, 해제 신호(REL)를 펄스폭 변조의 주기와 동기시키고 있으므로, 전류 제한이 PWM 구동을 방해하는 일은 없다. 또한 전류 제한 콤퍼레이터(60)는, 전류 검출 저항(R1)에 발생하는 전압 강하를 필터 등에 의해 평활화하지 않고 직접 임계치 전압과 비교하므로 위상 지연이 발생하지 않는다. 따라서, 전류 제한이 늦어져 전류가 오버슈트하는 것을 억제할 수 있다.

도 1의 모터 구동 회로(100)는 토크 제어 전압(Vt)에 의거하여 PWM 신호의 듀티비를 제어하지만, 또한 외부로부터의 PWM 신호(이하, 외부 PWM 신호(PWM_EXT))에 의해서도 토크 제어가 가능해지고 있다. 이 기능은, 예를 들면 모터 구동 회로(100)가 냉각 장치에 이용되는 경우로서, 마이크로컴퓨터가 PWM 신호에 의해 토크를 지시하는 경우에 특히 유효하다.

도 1로 되돌아간다. 모터 구동 회로(100)는, 외부 PWM 신호(PWM_EXT)가 입력되는 외부 제어 단자(이하, 외부 PWM 단자라고 한다)(102)를 구비한다. 도 8은, 외부 PWM 신호(PWM_EXT)에 의거하여 모터(2)를 구동하는 로직부(12)의 일부의 구성을 도시한 회로도이다. 로직부(12)는, 외부 PWM 신호(PWM_EXT)를, PWM 신호(PWM_U, PWM_V, PWM_W) 각각과 논리 합성한다. 예를 들면 로직부(12)는, U, V, W상마다에 설치된 AND 게이트(70, 72, 74)를 포함하고, 입력된 2개의 신호의 논리곱을 펄스 신호(OUT_U, OUT_V, OUT_W)로서 출력한다.

도 9는, 외부 PWM 신호(PWM_EXT)에 의한 토크 제어를 도시한 타임차트이다. 도 9는 U상만을 나타내지만, V상, W상에 대해서도 동일하다. 펄스 신호(OUT_U)는, 정현파 전압(SIN_U)에 의거하여 생성된 PWM 신호(PWM_U)와, 외부 PWM 신호(PWM_EXT)의 논리곱으로 되어 있다. 외부 PWM 신호(PWM_EXT)가 듀티비 100%의 하이레벨 신호이면, PWM_U=OUT_U가 되고, 외부 PWM 신호(PWM_EXT)의 듀티비가 작아짐에 따라, 펄스 신호(OUT_U)의 듀티비가, PWM 신호(PWM_U)에 의해 규정되는 듀티비보다 작아져 간다. 그 결과, 모터(2)의 토크를, 외부 PWM 신호(PWM_EXT)에 따라 조절할 수 있다.

종래에는, 외부 PWM 신호(PWM_EXT)에 의거하여 토크를 제어하는 경우, 외부 PWM 신호(PWM_EXT)를 일단 필터링하고, 듀티비에 따른 전압을 갖는 직류 신호로 변환하여, 이 직류 신호를 모터 구동 회로의 토크를 제어하는 단자에 입력할 필요가 있었다. 이에 반해, 도 1의 모터 구동 회로(100)에 의하면, 외부 PWM 신호(PWM_EXT)를 직접, 펄스 신호(OUT_U)에 반영시킬 수 있다. 이 경우, 모터 구동 회로(100)의 외부에 마이크로컴퓨터로부터의 PWM 신호를 DC 신호로 변환하기 위한 회로가 불필요해지므로, 비용, 회로 면적을 삭감할 수 있다.

또한, 가령 도 1의 회로에 있어서, 외부 PWM 신호(PWM_EXT)를 직류 전압으로 변환하여, 토크 제어 전압(Vt)으로서 입력한 경우, 외부 PWM 신호(PWM_EXT)의 듀티비와 모터(2)의 토크(회전수)의 상대적인 관계가, 모터(2)의 종류나, 직류 전압으로 변환할 때의 변환 방법에 따라 변화해 버린다. 이에 반해, 본 실시 형태에 관한 모터 구동 회로(100)에 의하면, 외부 PWM 신호(PWM_EXT)의 듀티비에 비례하여, 펄스 신호(OUT_U, OUT_V, OUT_W)의 실효적인 듀티비를 변경할 수 있으므로, 모터(2)의 종류에 의존하지 않고, 외부 PWM 신호(PWM_EXT)의 듀티비에 의해 상대적인 회전수를 일의적으로 제어할 수 있다. 구체적으로는, 외부 PWM 신호(PWM_EXT)의 듀티비를 100%, 50%, 33%로 변화시키면, 모터(2)의 회전수를, 1, 1/2, 1/3으로 변화시킬 수 있다.

이상, 본 발명을 실시 형태를 기초로 설명하였다. 이 실시 형태는 예시이며, 그들 각 구성 요소나 각 처리 프로세스의 조합에 여러 가지 변형예가 가능한 것, 또 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은 당업자에게 이해되는 바이다. 이하 예시한다.

실시 형태에서는, U, V, W상에 대해 단일한 오차 증폭기(32)를 설치하는 경우를 설명하였지만, 오차 증폭기(32)를 상마다 설치해도 된다. 즉, 제1 홀 앰프(HAMP1)∼제3 홀 앰프(HAMP3)의 이득을, 각각의 출력 신호의 진폭에 따라 독립적으로 피드백 제어해도 된다.

실시 형태에서 설명한 신호의 하이레벨, 로우레벨의 로직의 설정은 일례로서, 논리 회로 블록의 구성에는 다양한 변형예를 생각할 수 있으며, 이러한 변형예도 본 발명의 범위에 포함된다.

실시 형태에 의거하여, 본 발명을 설명하였지만, 실시 형태는, 본 발명의 원리, 응용을 나타내고 있는 것에 지나지 않는 것은 말할 필요도 없으며, 실시 형태에는, 청구의 범위에 규정된 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위에서, 많은 변형예나 배치의 변경이 가능한 것은 말할 필요도 없다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명에 의하면, 3상 모터를 정현파 구동할 수 있다.

2 : 모터 10 : 구동부
12 : 로직부 14 : 프리드라이버
16 : 드라이버 20 : 오실레이터
30 : 이득 설정부 32 : 오차 증폭기
34 : 합성부 R5 : 합성 저항
36 : 앰프 40 : 레귤레이터
R1 : 전류 검출 저항 60 : 전류 제한 콤퍼레이터
100 : 모터 구동 회로 HAMP1 : 제1 홀 앰프
HAMP2 : 제2 홀 앰프 HAMP3 : 제3 홀 앰프
HCMP1 : 제1 홀 콤퍼레이터 HCMP2 : 제2 홀 콤퍼레이터
HCMP3 : 제3 홀 콤퍼레이터 PCMP1 : 제1 PWM 콤퍼레이터
PCMP2 : 제2 PWM 콤퍼레이터 PCMP3 : 제3 PWM 콤퍼레이터
H1 : 제1 홀 소자 H2 : 제2 홀 소자
H3 : 제3 홀 소자

Claims

3상 모터에 구동 전류를 공급하여 구동하는 모터 구동 회로로서,
상기 3상 모터의 각 상마다 설치되고, 대응하는 상의 홀 소자로부터 홀 신호쌍을 받아, 상기 홀 신호쌍의 차를 증폭하여 상마다의 정현파 전압을 생성하는 제1, 제2, 제3 홀 앰프와,
상기 3상 모터의 각 상마다 설치되고, 대응하는 상의 정현파 전압을 주기 전압과 비교하여, 상마다의 펄스 변조 신호를 생성하는 제1, 제2, 제3 펄스 변조 콤퍼레이터와,
구동 대상의 상의 코일을, 대응하는 상의 펄스 변조 콤퍼레이터로부터의 펄스 변조 신호를 이용하여 펄스 구동하는 구동부와,
상기 제1, 제2, 제3 홀 앰프의 정현파 전압의 적어도 하나에 따른 검출 전압과, 상기 3상 모터의 토크를 지시하는 토크 설정 전압의 오차에 의거하여, 상기 제1, 제2, 제3 홀 앰프의 이득을 설정하는 이득 설정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
청구항 1에 있어서,
상기 검출 전압은, 상기 정현파 전압의 진폭에 따른 신호인 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
청구항 1에 있어서,
상기 이득 설정부는,
상기 제1, 제2, 제3 홀 앰프 각각의 정현파 전압에 따른 검출 신호를 합성하여, 상기 검출 전압을 생성하는 합성부와,
상기 검출 전압과 상기 토크 설정 전압의 오차에 따른 오차 신호를 생성하는 오차 증폭기를 포함하며, 상기 오차 신호에 따라 상기 제1, 제2, 제3 홀 앰프의 이득을 설정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
청구항 3에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3 홀 앰프는 각각, 정현파 전압을 반파 정류한 파형을 갖는 검출 신호를, 전류 신호로서 출력하고,
상기 합성부는, 상기 제1, 제2, 제3 홀 앰프로부터 출력되는 전류 신호를 일단에 받고, 타단의 전위가 고정된 합성 저항을 포함하며, 당해 합성 저항에 발생하는 전압 강하를 상기 검출 전압으로서 출력하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동부는,
각 상마다 설치된 푸시풀 형식의 제1, 제2, 제3 인버터와,
상기 제1, 제2, 제3 인버터의 저전위측의 공통 접속점과 접지 단자 사이에 설치된 전류 검출 저항을 포함하며,
상기 모터 구동 회로는,
상기 전류 검출 저항에 발생하는 전압 강하를, 소정의 임계치 전압과 비교하는 전류 제한 콤퍼레이터를 더 구비하고,
상기 구동부는, 상기 전압 강하가 상기 임계치 전압을 초과하면, 상기 3상 모터의 각 코일로의 통전을 정지하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
청구항 5에 있어서,
상기 구동부는, 상기 3상 모터의 각 코일로의 통전을 정지한 후, 소정의 주기를 갖는 해제 신호에 의거하여, 통전의 정지를 해제하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
청구항 6에 있어서,
상기 해제 신호는, 상기 주기 전압에 동기하고 있는 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
청구항 7에 있어서,
상기 해제 신호는, 상기 주기 전압이 피크치 또는 보텀치를 취하는 타이밍에 동기하고 있는 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 구동부는,
외부로부터 입력되는 펄스 변조된 펄스 변조 제어 신호를 받고, 당해 펄스 변조 제어 신호를, 상기 제1, 제2, 제3 펄스 변조 콤퍼레이터 각각의 출력 신호와 논리 합성하여, 합성한 신호에 의거하여 상기 3상 모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
3상 팬 모터와,
상기 3상 팬 모터를 구동하는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
3상 모터에 구동 전류를 공급하여 구동하는 모터 구동 방법으로서,
각 상마다의 홀 신호쌍의 차를 증폭하여, 각 상마다의 정현파 전압을 생성하는 단계와,
각 상마다의 정현파 전압을 주기 전압과 비교하여, 상마다의 펄스 변조 신호를 생성하는 단계와,
선택된 구동 대상의 상의 코일을, 대응하는 상의 상기 펄스 변조 신호를 이용하여 펄스 구동하는 단계와,
적어도 하나의 상의 상기 정현파 전압에 따른 검출 전압과, 상기 3상 모터의 토크를 지시하는 토크 설정 전압이 일치하도록, 상기 홀 신호쌍의 차를 증폭할 때의 이득을 조절하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 방법.
3상 모터에 구동 전류를 공급하여 구동하는 모터 구동 회로로서,
상기 3상 모터의 각 상마다 설치되고, 대응하는 상의 홀 소자로부터 홀 신호쌍을 받아, 상기 홀 신호쌍의 차를 증폭하여 상마다의 정현파 전압을 생성하는 제1, 제2, 제3 홀 앰프와,
상기 3상 모터의 각 상마다 설치되고, 대응하는 상의 정현파 전압을 주기 전압과 비교하여, 상마다의 펄스 변조 신호를 생성하는 제1, 제2, 제3 펄스 변조 콤퍼레이터와,
외부의 회로로부터, 목표로 하는 토크에 따른 듀티비를 갖는 외부 펄스 변조 신호가 입력되는 외부 제어 단자와,
상마다의 펄스 변조 신호를 각각 상기 외부 펄스 변조 신호와 합성하여, 구동 대상의 상의 코일을, 합성된 신호에 의거하여 펄스 구동하는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
청구항 12에 있어서,
상기 제1, 제2, 제3 홀 앰프의 정현파 전압의 적어도 하나에 따른 검출 전압과, 소정의 기준 전압의 오차에 의거하여, 상기 제1, 제2, 제3 홀 앰프의 이득을 설정하는 이득 설정부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
3상 팬 모터와,
상기 3상 팬 모터를 구동하는 청구항 12 또는 청구항 13에 기재된 모터 구동 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
3상 모터에 구동 전류를 공급하여 구동하는 모터 구동 방법으로서,
각 상마다의 홀 신호쌍의 차를 증폭하여, 각 상마다의 정현파 전압을 생성하는 단계와,
각 상마다의 정현파 전압을 주기 전압과 비교하여, 상마다의 펄스 변조 신호를 생성하는 단계와,
목표로 하는 토크에 따른 듀티비를 갖는 외부 펄스 변조 신호를 생성하는 단계와,
상마다의 펄스 변조 신호를 상기 외부 펄스 변조 신호와 합성하여, 구동 대상의 상의 코일을, 합성된 신호에 의거하여 펄스 구동하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 방법.
청구항 15에 있어서,
적어도 하나의 상의 상기 정현파 전압에 따른 검출 전압과, 소정의 기준 전압이 일치하도록, 상기 홀 신호쌍의 차를 증폭할 때의 이득을 조절하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 방법.
3상 모터에 구동 전류를 공급하여 구동하는 모터 구동 회로로서,
상기 3상 모터의 각 상마다 설치되고, 대응하는 상의 홀 소자로부터 홀 신호쌍을 받아, 상기 홀 신호쌍의 차를 증폭하여 상마다의 정현파 전압을 생성하는 제1, 제2, 제3 홀 앰프와,
상기 3상 모터의 각 상마다 설치되고, 대응하는 상의 정현파 전압을 주기 전압과 비교하여, 상마다의 펄스 변조 신호를 생성하는 제1, 제2, 제3 펄스 변조 콤퍼레이터와,
상기 3상 모터의 각 상마다 설치된 푸시풀 형식의 제1, 제2, 제3 인버터와, 상기 제1, 제2, 제3 인버터의 저전위측의 공통 접속점과 접지 단자 사이에 설치된 전류 검출 저항을 포함하며, 구동 대상의 상의 코일을, 대응하는 상의 펄스 변조 콤퍼레이터로부터의 펄스 변조 신호를 이용하여 펄스 구동하는 구동부와,
상기 전류 검출 저항에 발생하는 전압 강하를, 소정의 임계치 전압과 비교하는 전류 제한 콤퍼레이터를 구비하고,
상기 구동부는, 상기 전압 강하가 상기 임계치 전압을 초과하면, 상기 3상 모터의 각 코일로의 통전을 정지하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
청구항 17에 있어서,
상기 구동부는, 상기 3상 모터의 각 코일로의 통전을 정지한 후, 소정의 주기를 갖는 해제 신호에 의거하여, 통전의 정지를 해제하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
청구항 18에 있어서,
상기 해제 신호는, 상기 주기 전압에 동기하고 있는 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
청구항 19에 있어서,
상기 해제 신호는, 상기 주기 전압이 피크치 또는 보텀치를 취하는 타이밍에 동기하고 있는 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
청구항 17에 있어서,
상기 구동부는,
상기 제1, 제2, 제3 펄스 변조 콤퍼레이터로부터 출력되는 펄스 변조 신호 중, 2개 또는 1개가 도통을 지시하는 레벨이며, 또한 상기 전압 강하가 상기 임계치 전압보다 낮을 때, 코일을 통전하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 회로.
3상 팬 모터와,
상기 3상 팬 모터를 구동하는 청구항 17 내지 청구항 21 중 어느 한 항에 기재된 모터 구동 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각 장치.
3상 모터에 구동 전류를 공급하여 구동하는 모터 구동 방법으로서,
각 상마다의 홀 신호쌍의 차를 증폭하여, 각 상마다의 정현파 전압을 생성하는 단계와,
각 상마다의 정현파 전압을 주기 전압과 비교하여, 상마다의 펄스 변조 신호를 생성하는 단계와,
선택된 구동 대상의 상의 코일을, 대응하는 상의 상기 펄스 변조 신호를 이용하여 펄스 구동하는 단계와,
상기 3상 모터의 코일 전류를, 코일 전류에 비례한 전압으로 변환하는 단계와,
변환된 상기 전압을 소정의 임계치 전압과 비교하여, 변환된 상기 전압이 상기 임계치 전압을 초과하면, 상기 3상 모터의 각 코일로의 통전을 정지하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 방법.