KR20150017413A - 회전자 위치 검출 회로, 이를 이용한 모터 구동 제어 장치 및 방법 - Google Patents

회전자 위치 검출 회로, 이를 이용한 모터 구동 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회전자 위치 검출 회로, 이를 이용한 모터 구동 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 회전자 위치 검출 회로는, 모터의 복수의 상에 각각 흐르는 복수의 상 전류를 샘플링 하여 제공하는 샘플링부 및 샘플링된 상기 복수의 상 전류를 상호 비교하여, 최대값 또는 최소값을 가지는 상을 결정하는 비교부를 포함한다.

Description

회전자 위치 검출 회로, 이를 이용한 모터 구동 제어 장치 및 방법 {CIRCUIT FOR DETECTING ROTOR POSITION, APPARATUS AND METHOD FOR MOTOR DRIVE CONTROL USING THE SAME}
본 발명은 회전자 위치 검출 회로, 이를 이용한 모터 구동 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
모터 기술의 발전에 따라, 폭넓은 기술 분야에서 다양한 크기의 모터들이 사용되고 있다.
일반적으로, 모터는 영구자석과, 인가 전류에 따라 극성을 바꾸는 코일을 이용하여 회전자(Rotor)를 회전시켜 구동된다. 최초의 모터의 형태는 회전자에 코일을 구비한 브러시 타입의 모터가 존재하였으나, 모터의 구동에 의하여 브러시가 마모되거나 스파크가 발생하는 등의 문제점이 있다.
이로 인하여, 최근에는 다양한 형태의 브러시리스 모터의 사용이 범용적으로 이루어지고 있다. 브러시리스 모터는 브러시, 정류자 등의 기계적인 접촉 부를 없애고, 그대신 전자적인 정류기구를 이용하여 구동하는 직류 모터로서, 영구자석으로 이루어진 회전자와, 복수의 상에 대응되는 고정자를 구비하여, 고정자의 각 코일의 상 전압에 의하여 발생하는 자기력에 의해 회전자를 회전시킬 수 있다.
따라서, 이러한 브러시리스 모터가 정확하게 구동하기 위해서는, 회전자의 위치를 확인하는 것이 매우 중요하다.
종래에는 이러한 회전자의 위치를 파악하기 위하여, 홀 센서 등을 이용한 센서 모터를 사용하였으나, 센서 모터의 경우 모터 크기가 커지고 구성이 복잡해지는 등의 한계성이 있어, 최근과 같은 모터의 소형화 추세에서는 사용될 수 없는 문제가 있다.
이에 따라, 최근에는 초기 구동시 모터에 무작위적으로 전류를 제공하여 강제적으로 회전을 유발하고, 그러한 회전에 따라 회전자의 위치를 결정하는 기술이 개발되었다. 그러나 이러한 기술의 경우, 무작위적인 전류 제공에 의하여 모터의 역방향 회전이 발생할 수 있으며 이러한 역방향 회전에 의하여 모터의 손상이 발생하는 등의 문제점이 발생하고 있다.
하기의 특허문헌은 에스알엠의 회전자 위치 정렬방법 및 그의 구현을 위한 에스알엠 구동회로에 관한 것이나, 상술한 문제점을 해결하지 못하는 한계성을 가지고 있다.
한국 공개특허공보 제2001-0100648호
본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 초기 구동 신호에 따른 모터의 상 전류를 비교기를 이용하여 비교함으로써, 작은 면적과 간단한 회로 구성으로도 회전자의 위치를 확인할 수 있는 회전자 위치 검출 회로, 이를 이용한 모터 구동 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 기술적인 측면은 회전자 위치 검출 회로를 제안한다. 상기 회전자 위치 검출 회로는, 모터의 복수의 상에 각각 흐르는 복수의 상 전류를 샘플링 하여 제공하는 샘플링부 및 샘플링된 상기 복수의 상 전류를 상호 비교하여, 최대값 또는 최소값을 가지는 상을 결정하는 비교부를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 비교부는, 상기 복수의 상 전류 중 어느 하나를 제1 신호로 입력받고, 나머지 복수의 상 전류 중 다른 하나를 제2 신호로 입력받는 비교기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비교부는, 소정의 비교 알고리즘을 이용하여, 상기 복수의 상 전류 중에서 상기 비교기에 입력될 제1 및 제2 신호를 결정하는 상태 머신을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비교부는, 상기 샘플링부와 상기 비교기에 직렬 연결되고, 상기 상태 머신의 제어에 따라 상기 복수의 상 전류 중 일부가 상기 비교기에 입력되도록 스위칭 동작하는 스위치 어레이를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 샘플링부는, 기 설정된 기준에 따라 상기 복수의 상 전류를 각각 샘플링하여 유지하는 복수의 샘플 앤드 홀더를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회전자 위치 검출 회로는, 상기 모터의 복수의 상에서 감지된 상 전압을 소정 레벨 범위로 변환하는 레벨 조정부를 더 포함하고, 여기에서 상기 복수의 상 전류는 상기 레벨 조정부에서 출력된 상 전압에 대응할 수 있다.
본 발명의 제2 기술적인 측면은 모터 구동 제어 장치를 제안한다. 상기 모터 구동 제어 장치는, 숏 펄스 열을 포함하는 초기 구동 신호를 제공하는 구동 신호 생성부, 상기 초기 구동 신호에 대응되는 구동 전류를 생성하여 상기 모터에 제공하는 인버터부 및 상기 구동 전류에 의하여 발생하는 상기 모터의 상 전류를 상호 비교하여 상기 모터의 회전자 위치를 검출하는 회전자 위치 검출부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회전자 위치 검출부는, 모터의 복수의 상에 각각 흐르는 복수의 상 전류를 샘플링 하여 제공하는 샘플링부 및 샘플링된 상기 복수의 상 전류를 상호 비교하여, 최대값 또는 최소값을 가지는 상을 결정하는 비교부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비교부는, 상기 복수의 상 전류 중 어느 하나를 제1 신호로 입력받고 나머지 복수의 상 전류 중 다른 하나를 제2 신호로 입력받는 비교기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비교부는, 소정의 비교 알고리즘을 이용하여 상기 복수의 상 전류 중에서 상기 비교기에 입력될 제1 및 제2 신호를 결정하는 상태 머신을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 비교부는, 상기 샘플링부와 상기 비교기에 직렬 연결되고, 상기 상태 머신의 제어에 따라 상기 복수의 상 전류 중 일부가 상기 비교기에 입력되도록 스위칭 동작하는 스위치 어레이를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 회전자 위치 검출부는 상기 모터의 복수의 상에서 감지된 상 전압을 소정 레벨 범위로 변환하는 레벨 조정부를 더 포함하고, 상기 복수의 상 전류는 상기 레벨 조정부에서 출력된 상 전압에 대응할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모터 구동 제어 장치는, 상기 회전자 위치 검출부에 의하여 상기 회전자의 위치가 확인되면, 확인된 상기 회전자의 위치를 이용하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 회전자의 위치가 확인되면 상기 제어부의 제어에 따라 구동 신호를 생성하고, 상기 초기 구동 신호를 대체하여 생성된 상기 구동 신호를 제공할 수 있다.
본 발명의 제3 기술적인 측면은 모터 구동 제어 방법을 제안한다. 상기 모터 구동 제어 방법은 모터의 구동을 제어하는 모터 구동 제어 장치에서 수행된다. 상기 모터 구동 제어 방법은, 상기 모터에 소정의 초기 구동 신호를 제공하는 단계, 상기 초기 구동 신호에 의하여 상기 모터의 복수의 상에 흐르는 복수의 상 전류를 샘플링하는 단계 및 샘플링된 상기 복수의 상 전류를 상호 비교하여 최대값 또는 최소값을 가지는 상을 확인하고, 이를 이용하여 상기 모터의 회전자 위치를 검출하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 복수의 상 전류를 샘플링하는 단계는, 상기 복수의 상에서 감지된 상 전압을 소정 레벨 범위로 변환하는 단계 및 변환된 상기 상 전압에 대응되는 상기 복수의 상 전류를 이용하여 샘플링을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 샘플링을 수행하는 단계는, 기 설정된 시간에 상기 복수의 상 전류를 각각 샘플링하는 단계 및 상기 각각 샘플링 된 복수의 상 전류를 유지하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모터의 회전자 위치를 검출하는 단계는, 소정의 비교 알고리즘을 이용하여, 상기 복수의 상 전류 중에서 소정의 비교기에 입력될 제1 및 제2 신호를 결정하는 단계 및 상기 비교기를 이용하여, 상기 복수의 상 전류 중에서 최대값 또는 최소값을 가지는 상을 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 초기 구동 신호에 따른 모터의 상 전류를 비교기를 이용하여 비교함으로써, 작은 면적과 간단한 회로 구성으로도 회전자의 위치를 확인할 수 있는 효과가 있다. 또한 비교기를 이용한 간단한 회로 구성이 가능하므로, 집적 회로의 구현이 간단해지고 생산비용을 효율적으로 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 모터 구동 제어 장치의 일 실시예를 도시하는 구성도이다.
도 2는 도 1의 인버터 부의 일 실시예를 도시하는 회로도이다.
도 3은 도 1의 회전자 위치 검출부의 일 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4는 본 발명에 따른 모터 구동 제어 장치의 신호를 설명하는 타이밍 신호도이다.
도 5는 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 도 3의 상태 머신에서 수행되는 비교 알고리즘을 도시하는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여 브러시리스 모터를 기준으로 본 발명을 설명한다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 것이므로, 본 발명의 권리범위가 반드시 브러시리스 모터로 한정되지 아니함은 명확하다.
도 1은 본 발명에 따른 모터 구동 제어 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
모터(200)는 구동 신호에 따라 회전 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 인버터부(130)로부터 제공되는 구동 전류에 의하여, 모터(200)의 각 코일에 자기장이 발생될 수 있다. 이러한 코일들에서 발생하는 자기장에 의해 모터(200)에 구비된 회전자가 회전할 수 있다.
모터 구동 제어 장치(100)는 모터(200)에 구동 신호를 제공하여 모터(200)의 구동을 제어할 수 있다.
구체적으로, 모터 구동 제어 장치(100)는 전원 공급부(110), 구동 신호 생성부(120), 인버터부(130), 회전자 위치 검출부(140) 및 제어부(150)를 포함할 수 있다.
전원 공급부(110)는 모터 구동 제어 장치(100)의 각 구성요소에 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급부(110)는 상용전원의 교류전압을 직류전압으로 변환하여 공급할 수 있다. 도시된 예에서, 점선으로 표기된 선은 전원 공급부(110)에서 제공되는 소정의 전원을 의미한다.
구동 신호 생성부(120)는 인버터부(130)에 구동 신호를 제공할 수 있다.
일 실시예예서, 구동 신호 생성부(120)는 인버터부(130)에 초기 구동 신호를 제공할 수 있다. 초기 구동 신호는 모터(200)의 정지 상태에서, 회전자의 위치를 확인하기 위하여 제공되는 소정의 신호이다. 일 실시예에서, 초기 구동 신호는 숏 펄스 열(short pulse traim)을 포함할 수 있다.
인버터부(130)는 모터(200)를 동작시키기 위한 구동 전류를 생성할 수 있다.
예를 들어, 인버터부(130)는 구동 신호에 따라 직류 전압을 복수 상(예컨대, 3상 내지 4상) 전압으로 변환하여 모터(200)의 코일(상기 복수의 상에 대응)들에 각각 인가하여 자기장을 발생시키도록 할 수 있다.
인버터부(130)는 구동 신호 생성부(120)로부터 초기 구동 신호를 제공받으면, 그에 대응되는 구동 전류를 생성하여 모터(200)에 제공할 수 있다.
회전자 위치 검출부(140)는 인버터부(130)에서 제공된 구동 전류에 의하여 모터(200)의 상 전류가 발생하면, 상기 상 전류를 상호 비교하여 상기 모터의 회전자 위치를 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 모터(200)는 복수의 상을 구비할 수 있고, 복수의 상 각각 마다 + 단자 및 - 단자에 구동 전류가 공급될 수 있다. 회전자 위치 검출부(140)는 이러한 복수의 상에 각각 흐르는 복수의 상 전류를 샘플링 하고, 샘플링된 복수의 상 전류를 상호 비교하여 최대값 또는 최소값을 가지는 상을 결정하여 회전자의 위치를 검출할 수 있다.
회전자 위치 검출부(140)의 다양한 실시예에 대해서는 도 3을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
제어부(150)는 회전자 위치 검출부(140)에 의하여 회전자의 위치가 확인되면, 확인된 회전자의 위치를 이용하여 모터(200)의 구동을 제어할 수 있다.
모터(200)의 구동을 제어함에 있어서, 제어부(150)는 모터(200)의 상 전환 시점을 확인하고, 확인된 상 전환 시점을 이용하여 구동 신호를 생성하도록 구동 신호 생성부(120)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(150)는 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점에 상 전환을 수행하도록 구동 신호 생성부(120)를 제어할 수 있다.
도 2는 도 1의 인버터 부의 일 실시예를 도시하는 회로도이다.
도 2를 더 참조하면, 인버터부(130)는 + 전원단에 연결되는 복수의 상위 스위치 소자(SW1~SW3)와, 상위 스위치 소자(SW1~SW3) 각각과 전원단 사이에 구비되는 복수의 하위 스위치 소자(SW4~SW6)를 포함한다. 각 상위 스위치 소자(SW1~SW3)와 하위 스위치 소자(SW4~SW6)의 접점은 모터(200)의 각 코일(A,B,C)에 연결된다.
인버터부(130)의 상위 스위치 소자(SW1~SW3)는 차례로 턴 온되고, 하위 스위치 소자(SW4~SW6)는 연결된 상위 스위치 소자(SW4~SW6)와 반대의 상태로 온/오프 동작하는데, 이때, 스위치 소자(SW1)가 턴온 되면, 모터(200)의 A 코일에 +전압이 인가되고, 동작 중, 스위치 소자(SW6)가 턴온 되면서 C 코일에는 -전압이 인가된다. 이에, A코일과 C 코일 간에 반대 극성의 자기력이 발생하고, 자기력의 상호 작용에 의하여 회전자가 60도 회전한다. 이어서, 스위치 소자(SW1)는 오프 되고, 스위치 소자(SW2)가 온 되면서, C 코일에 발생한 자기력과 반대 극성의 자기력이 B 코일에 발생하고, 이 자기력에 의하여 모터(200)가 60도 더 회전한다. 마찬가지로, 스위치 소자(SW2)가 온 상태인 동안, 스위치 소자(SW6)가 오프 되고, 스위치 소자(SW4)가 온 되면서, A코일에 B 코일의 자기력과 반대 극성의 자기력이 발생하여, 회전자가 60도 더 회전한다. 이러한 과정이 반복되어 이루어지면서, 회전자가 계속 회전하여 모터(200)가 동작한다.
회전자 위치 검출부(140)는 이러한 복수의 상에 흐르는 전류 또는 전압을 이용하여 회전자의 위치를 검출할 수 있다. 도시된 예는 3상 모터(200)에 대한 인버터부(130)를 도시하고 있으며, 이에 따라, 회전자 위치 검출부(140)에서 사용하는 복수의 상 전류 또는 상 전압은, 6개가 된다.
도 3은 도 1의 회전자 위치 검출부의 일 실시예를 설명하기 위한 회로도이다. 회전자 위치 검출부(140)는 도 3과 같이, 소정의 회로-회전자 위치 검출 회로-로서 구성될 수 있다.
도 3을 더 참조하면, 회전자 위치 검출부(140)는 샘플링부(320) 및 비교부(330)를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 회전자 위치 검출부(140)는 레벨 조정부(310)를 더 포함할 수 있다.
레벨 조정부(Liver Shifter)(310)는 모터(200)의 복수의 상에서 감지된 상 전압(VC)를 소정 레벨 범위로 변환할 수 있다. 이는 검출된 전압의 레벨이 비교하기 충분치 않을 정도로 작은 경우, 비교 가능한 수준의 전압 레벨로 변경하기 위함이다. 여기에서, 복수의 상 전류는 레벨 조정부(310)에서 출력된 상 전압에 대응할 수 있다.
샘플링부(320)는 모터(200)의 복수의 상에 각각 흐르는 복수의 상 전류를 샘플링 하여 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 샘플링부(320)는 샘플 앤드 홀더(320)를 포함할 수 있다.
샘플 앤드 홀더(320)는 기 설정된 기준에 따라 복수의 상 전류를 각각 샘플링하여 유지할 수 있다.
일 실시예에서, 샘플 앤드 홀더(320)는 복수의 상의 개수에 해당하는 개수로 구성될 수 있다. 도시된 예는, 3상 모터의 경우를 도시하고 있으므로, 총 6개의 샘플 앤드 홀더가 사용되고 있음을 알 수 있다.
일 실시예에서, 샘플 앤드 홀더(320)는 개별적으로 제공되는 클록 입력 신호를 입력받고, 입력받은 클록 입력 신호에 기 설정된 기준을 적용하여 개별적으로 샘플링을 수행할 수 있다.
비교부(330)는 샘플링된 복수의 상 전류를 상호 비교하여, 최대값 또는 최소값을 가지는 상을 결정할 수 있다.
비교부(330)는 스위치 어레이(340), 비교기(350) 및 상태 머신(360)을 포함할 수 있다.
스위치 어레이(340)는 샘플링부(320)와 비교기(350)에 직렬 연결될 수 있다. 스위치 어레이(340)는 상태 머신(360)의 제어에 따라, 복수의 상 전류 중 일부가 비교기(350)에 입력되도록 스위칭 동작할 수 있다.
비교기(350)는 복수의 상 전류 중 어느 하나를 제1 신호로 입력받고, 나머지 복수의 상 전류 중 다른 하나를 제2 신호로 입력받아 이를 비교할 수 있다. 여기에서, 제1 신호 및 제2 신호는 스위치 어레이(340)의 스위칭 동작에 의하여 선택 또는 변경될 수 있다.
여기에서, 비교기(350)는 두 입력으로 서로 상이한 상 전류를 입력받음을 알 수 있다. 즉, 일반적인 비교기의 경우, 하나의 입력으로서 레퍼런스 신호를 입력 받는데 반하여, 본 발명의 비교기(350)는 스위치 어레이(340)를 통하여 복수의 상 전류 중에서 선택된 두 상 전류를 입력 신호로서 입력 받게 된다. 이러한 특징에 의하여, 본 발명은 하나의 비교기(350)로서도 다양한 비교 알고리즘에 따라 최대값 또는 최소값을 가지는 상을 간단한 구성으로서 확인할 수 있다.
상태 머신(360)는 소정의 비교 알고리즘을 이용하여, 복수의 상 전류 중에서 비교기(350)에 입력될 제1 및 제2 신호를 결정할 수 있다. 여기에서, 비교 알고리즘은 토너먼트 방식, 순차 비교 방식 등 다양한 비교 알고리즘이 사용될 수 있으므로, 본 발명은 비교 알고리즘을 특정한 알고리즘으로 한정하지 아니한다.
도 4는 본 발명에 따른 모터 구동 제어 장치의 신호를 설명하는 타이밍 신호도이다.
도 4에서, CKSH는 샘플 앤드 홀더(320)에 입력되는 클록 입력 신호이고, SH는 샘플 앤드 홀더(320)의 출력 신호를 의미한다. GSW로 표현되는 신호는 모터(200)에 입력되는 구동 신호를 의미하고, 여기에서 작은 첨자는 모터(200)의 해당 상을 표시한다.
도시된 바와 같이, 샘플 앤드 홀더(320)에 입력되는 클록 입력 신호가 하이에서 로우로 바뀌는 시점에서, 샘플 앤드 홀더(320)는 해당 전압을 샘플링하여 그에 상응하는 전류(상 전류)를 출력한다.
도 5는 본 발명에 따른 모터 제어 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
이하에서는, 도 5을 참조하여, 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 일 실시예를 설명한다. 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 일 실시예는 도 1 내지 도 4를 참조하여 상술한 모터 구동 제어 장치(100)에서 수행되므로, 상술한 설명과 동일하거나 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 설명하지 아니한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 모터 구동 제어 장치(100)는 모터(200)에 소정의 초기 구동 신호를 제공할 수 있다(S510).
이후, 모터 구동 제어 장치(100)는 초기 구동 신호에 의하여 모터(200)의 복수의 상에 흐르는 복수의 상 전류를 샘플링할 수 있다(S520).
모터 구동 제어 장치(100)는 샘플링된 복수의 상 전류를 상호 비교하여 최대값 또는 최소값을 가지는 상을 확인하고(S530), 이를 이용하여 모터(200)의 회전자 위치를 검출할 수 있다(S540).
단계 S520에 대한 일 실시예에서, 모터 구동 제어 장치(100)는 복수의 상에서 감지된 상 전압을 소정 레벨 범위로 변환하는 단계를 수행하고, 변환된 상 전압에 대응되는 복수의 상 전류를 이용하여 샘플링을 수행하는 단계를 수행할 수 있다.
여기에서, 샘플링을 수행하는 단계는, 기 설정된 시간에 복수의 상 전류를 각각 샘플링하는 단계, 및 각각 샘플링 된 복수의 상 전류를 유지하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
단계 S530 내지 S540에 대한 일 실시예에서, 모터 구동 제어 장치(100)는 소정의 비교 알고리즘을 이용하여 복수의 상 전류 중에서 소정의 비교기에 입력될 제1 및 제2 신호를 결정하는 단계를 수행할 수 있다. 이후 모터 구동 제어 장치(100)는 비교기를 이용하여, 복수의 상 전류 중에서 최대값 또는 최소값을 가지는 상을 확인하는 단계를 수행할 수 있다.
도 6은 도 3의 상태 머신에서 수행되는 비교 알고리즘을 도시하는 순서도이고, 이하의 표 1은 도 6의 비교 알고리즘을 설명하기 위한 참고표이다.
[표 1]
Figure pat00001

도 6 및 표 1에서, SH는 도 3의 샘플 앤드 홀더(320)를 의미하며, 도 3과 같이 6개(SH0 내지 SH5)의 샘플 앤드 홀더를 구비한 예를 기초로 상태 머신의 비교 알고리즘을 설명한다.
먼저 상태 머신(360)은 비교할 2개의 샘플 앤드 홀더(SHA, SHB)를 결정한다(S610).
이후, 상태 머신(360)은 두 샘플 앤드 홀더(SHA, SHB)의 값을 비교하고(S620), 큰 값을 가지는 샘플 앤드 홀더는 유지하고 작은 값을 가지는 샘플 앤드 홀더는 다른 것으로 대체하는 단계를 반복적으로 수행한다(S630, S640). 이러한 각 단계가 수행되는 예는 표 1에 도시되어 있다.
이러한 반복을 수행하다가 어느 하나의 샘플 앤드 홀더가 마지막 샘플 앤드 홀더(SH5)에 해당하면 비교 단계(S620)를 빠져나와 종료 여부를 판단한다(S650).
도시된 예에서 종료 처리는 종류 상수 N의 값을 비교하여 이루어지고 있으며, 한번의 비교가 완료될 때 비교 상수 N을 1 증가 시키고(N++), 증가된 비교 상수 N의 값이 임계값(도시된 예에서는 2)에 해당하는지 판단하여 종료 여부를 판단한다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
100 : 모터 구동 제어 장치
110 : 전원 공급부
120 : 구동신호 생성부
130 : 인버터부
140 : 회전자 위치 검출부
150 : 제어부
200 : 모터
310 : 레벨 조정부
320 : 샘플링부
330 : 비교부
340 : 스위치 어레이
350 : 비교기
360 : 상태머신

Claims (18)

  1. 모터의 복수의 상에 각각 흐르는 복수의 상 전류를 샘플링 하여 제공하는 샘플링부; 및
    샘플링된 상기 복수의 상 전류를 상호 비교하여, 최대값 또는 최소값을 가지는 상을 결정하는 비교부; 를 포함하는 회전자 위치 검출 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 비교부는
    상기 복수의 상 전류 중 어느 하나를 제1 신호로 입력받고, 나머지 복수의 상 전류 중 다른 하나를 제2 신호로 입력받는 비교기; 를 포함하는 회전자 위치 검출 회로.
  3. 제2항에 있어서, 상기 비교부는
    소정의 비교 알고리즘을 이용하여, 상기 복수의 상 전류 중에서 상기 비교기에 입력될 제1 및 제2 신호를 결정하는 상태 머신; 을 더 포함하는 회전자 위치 검출 회로.
  4. 제3항에 잇어서, 상기 비교부는
    상기 샘플링부와 상기 비교기에 직렬 연결되고, 상기 상태 머신의 제어에 따라 상기 복수의 상 전류 중 일부가 상기 비교기에 입력되도록 스위칭 동작하는 스위치 어레이; 를 더 포함하는 회전자 위치 검출 회로.
  5. 제1항에서, 상기 샘플링부는
    기 설정된 기준에 따라 상기 복수의 상 전류를 각각 샘플링하여 유지하는 복수의 샘플 앤드 홀더; 를 포함하는 회전자 위치 검출 회로.
  6. 제1항에 있어서, 상기 회전자 위치 검출 회로는
    상기 모터의 복수의 상에서 감지된 상 전압을 소정 레벨 범위로 변환하는 레벨 조정부; 를 더 포함하고,
    상기 복수의 상 전류는 상기 레벨 조정부에서 출력된 상 전압에 대응하는 회전자 위치 검출 회로.
  7. 숏 펄스 열을 포함하는 초기 구동 신호를 제공하는 구동 신호 생성부;
    상기 초기 구동 신호에 대응되는 구동 전류를 생성하여 상기 모터에 제공하는 인버터부; 및
    상기 구동 전류에 의하여 발생하는 상기 모터의 상 전류를 상호 비교하여, 상기 모터의 회전자 위치를 검출하는 회전자 위치 검출부; 를 포함하는 모터 구동 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 회전자 위치 검출부는
    모터의 복수의 상에 각각 흐르는 복수의 상 전류를 샘플링 하여 제공하는 샘플링부; 및
    샘플링된 상기 복수의 상 전류를 상호 비교하여, 최대값 또는 최소값을 가지는 상을 결정하는 비교부; 를 포함하는 모터 구동 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 비교부는
    상기 복수의 상 전류 중 어느 하나를 제1 신호로 입력받고, 나머지 복수의 상 전류 중 다른 하나를 제2 신호로 입력받는 비교기; 를 포함하는 모터 구동 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 비교부는
    소정의 비교 알고리즘을 이용하여, 상기 복수의 상 전류 중에서 상기 비교기에 입력될 제1 및 제2 신호를 결정하는 상태 머신; 을 더 포함하는 모터 구동 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 비교부는
    상기 샘플링부와 상기 비교기에 직렬 연결되고, 상기 상태 머신의 제어에 따라 상기 복수의 상 전류 중 일부가 상기 비교기에 입력되도록 스위칭 동작하는 스위치 어레이; 를 더 포함하는 모터 구동 제어 장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 회전자 위치 검출부는
    상기 모터의 복수의 상에서 감지된 상 전압을 소정 레벨 범위로 변환하는 레벨 조정부; 를 더 포함하고,
    상기 복수의 상 전류는 상기 레벨 조정부에서 출력된 상 전압에 대응하는 모터 구동 제어 장치.
  13. 제7항에 있어서, 상기 모터 구동 제어 장치는
    상기 회전자 위치 검출부에 의하여 상기 회전자의 위치가 확인되면, 확인된 상기 회전자의 위치를 이용하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부; 를 더 포함하는 모터 구동 제어 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 회전자의 위치가 확인되면 상기 제어부의 제어에 따라 구동 신호를 생성하고, 상기 초기 구동 신호를 대체하여 생성된 상기 구동 신호를 제공하는 모터 구동 제어 장치.
  15. 모터의 구동을 제어하는 모터 구동 제어 장치에서 수행되는 모터 구동 제어 방법에 있어서,
    상기 모터에 소정의 초기 구동 신호를 제공하는 단계;
    상기 초기 구동 신호에 의하여 상기 모터의 복수의 상에 흐르는 복수의 상 전류를 샘플링하는 단계; 및
    샘플링된 상기 복수의 상 전류를 상호 비교하여 최대값 또는 최소값을 가지는 상을 확인하고, 이를 이용하여 상기 모터의 회전자 위치를 검출하는 단계; 를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 복수의 상 전류를 샘플링하는 단계는
    상기 복수의 상에서 감지된 상 전압을 소정 레벨 범위로 변환하는 단계; 및
    변환된 상기 상 전압에 대응되는 상기 복수의 상 전류를 이용하여 샘플링을 수행하는 단계; 를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 샘플링을 수행하는 단계는
    기 설정된 시간에 상기 복수의 상 전류를 각각 샘플링하는 단계; 및
    상기 각각 샘플링 된 복수의 상 전류를 유지하여 출력하는 단계; 를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 모터의 회전자 위치를 검출하는 단계는
    소정의 비교 알고리즘을 이용하여, 상기 복수의 상 전류 중에서 소정의 비교기에 입력될 제1 및 제2 신호를 결정하는 단계; 및
    상기 비교기를 이용하여, 상기 복수의 상 전류 중에서 최대값 또는 최소값을 가지는 상을 확인하는 단계;를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
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