KR20150090781A - 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 장치 및 방법 - Google Patents

브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스위칭 전환 시점을 기준으로 리플 전류의 발생 여부를 검출함으로써, 실제 리플 전류가 발생한 구간에 대해서 전류 센싱을 안정적으로 보정할 수 있는 BLDC 모터의 전류 센싱 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 장치는 PWM 신호에 따라 제어되는 스위칭부를 통해 3상의 상전압을 공급받는 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 장치에 있어서, 상기 브러쉬리스 직류 모터에 공급되는 상기 상전압으로부터 상전압 신호를 검출하는 상전압 검출부; 상기 브러쉬리스 직류 모터에 설치된 홀 센서로부터 수신되는 센싱 데이터와 상기 상전압 검출부에서 검출된 상기 상전압 신호를 이용하여 프리휠링 구간을 검출하는 프리휠링 구간 검출부; 상기 PWM 신호에 동기화된 상기 스위칭부의 전류값을 소정 시간 간격으로 센싱하는 전류 센싱부; 및 상기 프리휠링 구간에 따라, 센싱된 상기 전류값을 보정하는 센싱 보정부를 포함할 수 있다.

Description

브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR AMENDING CURRENT SENSING OF BRUSHLESS DC MOTOR}
본 발명은 전류 센싱 보정 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱을 보정하기 위한 전류 센싱 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 3상 BLDC(Brushless DC, 브러쉬리스 직류) 모터는 일반 3상 DC 모터에서 정류자(Commutator)의 역할을 수행하는 브러시를 제거하면서도 3상 DC 모터의 특성을 그대로 유지할 수 있도록 개발된 것으로서, 영구자석으로 이루어진 로터와 3개의 코일 즉, U상, V상 및 W상 코일이 권선되어 있는 스테이터를 구비한다.
이러한 3상 BLDC 모터는 스테이터에 권선되어 있는 U상, V상 및 W상 코일에 3상 전류를 공급하고, 그 공급한 3상 전류에 따라 U상, V상 및 W상 코일이 각기 자계를 발생하여 영구자석으로 이루어진 로터를 회전시킨다.
이때, BLDC 모터의 로터 회전속도를 정확히 제어하기 위해서는 로터의 위치를 정확히 파악해야 한다. 이에 따라, BLDC 모터는 3개의 홀 센서를 구비하여 로터의 위치를 검출하고, 6개의 제어구간을 갖는 스위치들을 제어하여 구동된다.
이와 같은 BLDC 모터는 일반적으로 응답성이 빠르지 않은 시스템에 적용되어 왔으며, 이에 따라 속도 제어기를 이용하여 속도에 따른 전압의 크기만을 제어하였다.
하지만, 빠른 응답성이 요구되는 시스템에 적용되는 경우에는 속도 제어기뿐만 아니라, 전류 제어기를 함께 구성하여 BLDC 모터를 제어하게 된다. 전류 제어기는 스위치 제어를 통해 발생하는 U상, V상 및 W상의 전류를 일정 간격으로 센싱하여 PI 제어하는 방식으로 구동된다.
그런데 BLDC 모터의 상전류 및 직류전류 성분은 스위치들의 온/오프 특성에 기인하여 큰 리플 전류를 가지게 된다. 리플 전류는 전류 제어기의 PI 제어에 있어서, 과도 상태를 야기함으로써 전류 제어 자체가 불안정해지도록 하는 요인이 된다.
이러한 리플 전류를 저감하기 위하여 스위치들의 상 변화 시점, 즉 스위치들의 온/오프가 변화되는 스위칭 전환 시점에 전류를 센싱하지 않는 구간을 마련하여 전류 센싱을 보정하는 방안이 적용된 바 있다. 상세히 하면, 스위칭 전환 시점을 기준으로 소정의 시간 동안 임의적으로 데드(Dead) 구간을 설정하고, 설정된 데드 구간에서는 전류를 센싱하지 않는 대신, 임의의 값을 센싱값으로 부여한다.
하지만, 이와 같은 방안은 실질적으로 리플 전류가 발생하는지 여부와 관계없이, 스위칭 전환 시점을 기준으로 데드 구간을 무조건 설정하고, 임의의 값을 부여하는 방식이기 때문에, 전류 센싱에 대한 보정이 안정적이지 않다. 예를 들어, 리플 전류가 발생하지 않았음에도 불구하고 비정상적인 센싱값이 부여될 수 있고, 설정된 데드 구간 외에서 리플 전류가 발생하는 경우에는 리플 전류에 대한 보정 자체가 불가능하다.
따라서, 스위칭 전환 시점을 기준으로 실제 리플 전류가 발생한 구간에서 전류 센싱을 보정할 수 있는 방안이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 스위칭 전환 시점을 기준으로 리플 전류의 발생 여부를 검출함으로써, 실제 리플 전류가 발생한 구간에 대해서 전류 센싱을 안정적으로 보정할 수 있는 BLDC 모터의 전류 센싱 보정 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 장치는 PWM 신호에 따라 제어되는 스위칭부를 통해 3상의 상전압을 공급받는 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 장치에 있어서, 상기 브러쉬리스 직류 모터에 공급되는 상기 상전압으로부터 상전압 신호를 검출하는 상전압 검출부; 상기 브러쉬리스 직류 모터에 설치된 홀 센서로부터 수신되는 센싱 데이터와 상기 상전압 검출부에서 검출된 상기 상전압 신호를 이용하여 프리휠링 구간을 검출하는 프리휠링 구간 검출부; 상기 PWM 신호에 동기화된 상기 스위칭부의 전류값을 소정 시간 간격으로 센싱하는 전류 센싱부; 및 상기 프리휠링 구간에 따라, 센싱된 상기 전류값을 보정하는 센싱 보정부를 포함할 수 있다.
상기 프리휠링 구간 검출부는 스위칭 전환 구간에서 상기 상전압 신호에 역기전압이 검출되면, 상기 스위칭 전환 구간의 시작 지점부터 상기 역기전압이 검출된 지점까지를 상기 프리휠링 구간으로 검출할 수 있다.
상기 센싱 보정부는 검출된 상기 프리휠링 구간 내에서 센싱된 상기 전류값을 상기 프리휠링 구간 이전 시점에 센싱된 전류값으로 대체할 수 있다.
상기 상전압 검출부는 3상의 상기 상전압을 각각 기준 전압과 비교하여 상기 상전압 신호를 출력하는 비교기를 포함할 수 있다.
상기 기준 전압은 가상 중성 전압일 수 있다.
상기 가상 중성 전압은 상기 상전압 최대 설정값의 중간값일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 방법은 PWM 신호에 따라 제어되는 스위칭부를 통해 3상의 상전압을 공급받는 브러쉬스 직류 모터의 전류 센싱 보정 방법에 있어서, 상기 PWM 신호에 동기화된 상기 스위칭부의 전류값을 소정 시간 간격으로 센싱하는 단계; 상기 브러쉬리스 직류 모터에 설치된 홀 센서로부터 센싱 데이터를 수신하는 단계; 상기 브러쉬리스 직류 모터에 공급되는 상기 상전압으로부터 상전압 신호를 검출하는 단계; 상기 홀 센서로부터의 상기 센싱 데이터와 상기 상전압 신호를 이용하여 프리휠링 구간을 검출하는 단계; 및 상기 프리휠링 구간에 따라, 센싱된 상기 전류값을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전류를 보정하는 단계는 상기 프리휠링 구간 내에서 센싱된 상기 전류의 센싱값을 상기 프리휠링 구간 이전 시점에 센싱된 전류값으로 대체하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 프리휠링 구간을 검출하는 단계는 스위칭 전환 구간에서 상기 상전압 신호에 역기전압이 검출되면, 상기 스위칭 전환 구간의 시작 지점부터 상기 역기전압이 검출된 지점까지를 상기 프리휠링 구간으로 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 상전압 신호를 검출하는 단계는 3상의 상기 상전압을 각각 기준 전압과 비교하여 상기 상전압 신호를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 실제 리플 전류가 발생하는 프리휠링 구간을 정확하게 검출하여, 해당 구간에서의 센싱 전류값을 프리휠링 구간 이전 시점의 센싱 전류값으로 대체하여 보정한다.
이에 따라, 리플 전류가 발생하더라도 전류 센싱의 신뢰도가 향상되어 브러쉬리스 직류 모터에 대한 안정적인 전류 제어가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 BLDC 모터의 전류 센싱 보정 장치를 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 센싱 보정 장치의 상전압 검출부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 BLDC 모터의 전류 센싱 보정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 센싱 보정 방법을 설명하기 위한 신호 파형도이다.
도 5a 내지 5c는 본 발명에 따른 전류 센싱 보정 효과를 나타내는 시뮬레이션 파형도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
마찬가지로 층, 막, 영역, 판, 부 등의 구성요소가 다른 구성요소의 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소의 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성요소가 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 구성요소가 없는 것을 뜻한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정 일 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 BLDC(Brushless DC, 브러쉬리스 직류) 모터의 전류 센싱 보정 장치를 나타내는 블럭도이다.
본 발명의 전류 센싱 보정 장치는 스위칭부(100)를 통해 3상의 상전압을 공급받는 BLDC 모터(이하, "모터")(M)의 전류 센싱 보정에 적용될 수 있다. 스위칭부(100)는 3상의 상전압을 출력할 수 있는 스위칭 소자로 구성될 수 있으며, PWM 제어부(110)의 PWM 신호에 따라 스위칭 소자의 온/오프가 제어될 수 있다.
모터(M)에는 로터의 위치를 파악하기 위한 홀 센서(Hall sensor)(11, 12, 13)가 설치될 수 있으며, 이때 홀 센서는 각 상별로 마련될 수 있다.
본 발명에서 모터(M), 스위칭부(100), PWM 제어부(110)의 구성은 도 1에 한정되지 않으며, 본 발명의 전류 센싱 보정 장치는 필요에 따라 다양한 형태의 모터(M), 스위칭부(100), 및 PWM 제어부(110)에 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 BLDC 모터의 전류 센싱 보정 장치는 상전압 검출부(210), 프리휠링 구간 검출부(220), 전류 센싱부(230), 및 센싱 보정부(240)를 포함할 수 있다.
상전압 검출부(210)는 스위칭부(100)로부터 출력되어 모터(M)로 공급되는 상전압으로부터 상전압 신호를 검출할 수 있다.
도 2는 상전압 검출부(210)의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 상전압 검출부(210)는 3상의 상전압을 각각 기준 전압과 비교하여, 각 상에 대한 상전압 신호를 출력하는 비교기(211, 212, 213)를 포함할 수 있다. 이때, 기준 전압은 가상 중성 전압일 수 있으며, 가상 중성 전압은 상전압 최대 설정값(Vdc)의 중간값(Vdc/2)일 수 있다. 여기서, 상전압 최대 설정값(Vdc)이란 상전압으로 설정되는 양의 전압값을 의미할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 상전압을 가상 중성 전압과 비교함으로써, 리플 전류의 발생 여부를 보다 명확하고 안정적으로 검출할 수 있다.
프리휠링 구간 검출부(220)는 모터(M)의 홀 센서(11, 12, 13)로부터 수신되는 센싱 데이터와 상전압 검출부(210)에서 검출된 상전압 신호를 이용하여 프리휠링 구간을 검출할 수 있다. 상세히 하면, 프리휠링 구간 검출부(220)는 홀 센서(11, 12, 13)로부터 수신되는 센싱 데이터를 이용하여 스위칭 전환 구간을 파악할 수 있다. 또한, 프리휠링 구간 검출부(220)는 스위칭 전환 구간에서, 상전압 신호에 역기전압이 검출되면, 스위칭 전환 구간의 시작 지점부터 역기전압이 검출된 지점까지를 프리휠링(Freewheeling) 구간으로 검출할 수 있다. 즉, 프리휠링 구간은 실제 리플 전류가 발생한 구간을 의미할 수 있다.
전류 센싱부(230)는 스위칭부(100)의 내부에 설치되어, PWM 제어부(110)의 PWM 신호에 동기화된 스위칭부(100)의 전류값을 소정 시간 간격으로 센싱할 수 있다. 센싱 간격은 설정에 따라 결정될 수 있다.
센싱 보정부(240)는 프리휠링 구간에 따라, 센싱된 전류값을 보정할 수 있다. 구체적으로, 센싱 보정부는 검출된 프리휠링 구간 내에서 센싱된 전류값을 프리휠링 구간의 이전 시점에 센싱된 전류값으로 대체하여 보정할 수 있다.
프리휠링 구간에서 센싱된 전류값의 경우, 리플 전류가 반영된 전류값이므로, 모터(M)의 전류 제어에 노이즈 역할을 하게 된다. 따라서, 전류 제어에 실질적으로 이득이 되지 않는 실제 센싱 전류값을 대신하여, 가장 안정적이고 신뢰도 높은 최근의 전류값, 즉 프리휠링 구간 직전에 센싱된 전류값을 적용할 수 있다.
프리휠링 구간 외의 구간에서 센싱된 전류값의 경우에는 정상적인 전류값이기 때문에, 별도의 보정이 불필요하다.
이와 같이 본 발명에 따라 보정된 전류값 또는 보정이 불필요한 전류값은 전류 제어부(250)로 공급될 수 있다.
전류 제어부(250)는 입력된 전류값에 기반하여 PI 제어를 실시하며, PI 제어된 전류값은 PWM 제어부(110)로 공급되어 PWM 신호의 발생에 적용될 수 있다.
종래에는 전류에 대한 PI 제어를 실시함에 있어서, 리플 전류의 간섭을 최소화하기 위하여, 데드 구간을 임의로 설정하는 등의 소프트웨어적인 방법을 적용하였다. 이에 따라, 센싱 보정이 안정적이지 않고, 그 효과 또한 높지 않은 문제점이 있었다.
하지만, 본 발명에서는 하드웨어적으로 비교기를 사용하여 프리휠링 구간을 정확하게 검출하고, 검출된 프리휠링 구간에서의 센싱 전류값을 프리휠링 구간 이전 시점의 센싱 전류값으로 대체하여 보정함으로써, 안정적인 전류 제어가 가능하도록 한다.
한편, 도 1에서는 PWM 제어부(110), 상전압 검출부(210), 프리휠링 구간 검출부(220), 센싱 보정부(240), 및 전류 제어부(250)의 구성이 각각 독립적으로 도시되어 있으나, 이는 일 실시 예에 불과하며, 필요에 따라 적어도 일부 또는 전체가 일체화 구성될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 BLDC 모터의 전류 센싱 보정 방법을 나타내는 흐름도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 센싱 보정 방법을 설명하기 위한 신호 파형도이다.
도 1 및 도 4를 참조하여, 도 3의 전류 센싱 보정 방법에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 전류 센싱부(230)를 통해 소정 시간 간격으로 스위칭부(100)의 전류값에 대한 센싱이 이루어진다(S1).
상기에서 설명한 바와 같이, 센싱 간격은 설정에 따라 결정될 수 있으며, 도 4의 실시 예에서는, 모터(M)가 360도 1회전 할 때 발생하는 6개의 섹터(Sector) 각각에서 4회의 센싱이 진행될 수 있다. 즉, 모터(M)가 1회전하는 동안 총 24회의 전류 센싱이 이루어질 수 있다.
한편, 홀 센서(11, 12, 13)로부터의 센싱 데이터가 프리휠링 구간 검출부(220)로 입력된다(S2). 도 4의 실시 예에서, 홀 센서(11, 12, 13)의 센싱 데이터는 180도마다 스위칭될 수 있으며, 각 상별 센싱 데이터는 120도 쉬프팅될 수 있다.
다음으로, 스위칭부(100)에서 모터(M)로 공급되는 상전압으로부터 상전압 신호가 검출된다(S3). 상전압 신호는 비교기를 통해 3상(U, V, W)의 상전압을 각각 기준 전압인 가상 중성 전압(Vdc/2)과 비교하여, 디지털 신호로 출력될 수 있다.
한편, 도 3에서는 전류 센싱(S1), 홀 센서 센싱(S2), 및 상전압 신호 검출(S3)이 순차적으로 이루어지는 것으로 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 이 세 단계의 진행 순서는 어느 단계가 우선되어도 무방할 뿐만 아니라, 동시에 진행될 수도 있다.
다음으로, 프리휠링 구간이 검출된다(S4). 프리휠링 구간은 홀 센서(11, 12, 13)로부터의 센싱 데이터와, 검출된 상전압 신호를 이용하여 검출될 수 있다. 상세히 하면, 스위칭 전환 구간에서 상전압 신호에 역기전압이 검출되면, 스위칭 전환 구간의 시작 지점부터 역기전압이 검출된 지점까지를 프리휠링 구간으로 검출할 수 있다.
도 4를 참조하면, U상의 경우, 3섹터 및 6섹터가 스위칭 전환 구간에 해당하고, V상의 경우, 2섹터 및 5섹터가 스위칭 전환 구간에 해당하며, W상의 경우, 1섹터 및 4섹터가 스위칭 전환 구간에 해당한다. 그리고, 각 스위칭 전환 구간에서는 순간적으로 전압이 상승하는 상승 에지(Edge) 또는 순간적으로 전압이 하강하는 하강 에지가 나타난다. 이와 같은 상승 에지 또는 하강 에지는 역기전압을 의미한다.
즉, 프리휠링 구간 검출부(220)에서는 이러한 스위칭 전환 구간의 시작 지점부터 역기전압의 검출 지점까지를 프리휠링 구간으로 검출할 수 있다.
이에 따라 도 4의 실시 예에서, 프리휠링 구간은 각 섹터별로 1개씩 검출되고, 모터(M)가 360도 1회전할 때, 6개의 프리휠링 구간(도 4에서의 빗금 영역)이 검출될 수 있다.
프리휠링 구간으로 검출된 구간에서는(S5-Y) 전류 센싱 보정이 진행되며, 프리휠링 구간이 아닌 경우에는(S5-N) 센싱된 전류값을 전류 제어에 적용할 수 있다.
전류 센싱 보정은, 프리휠링 구간 내의 전류값을 프리휠링 구간 이전 시점, 상세하게는 프리휠링 구간 직전에 센싱된 전류값으로 적용하여 이루어진다. 즉, 리플 전류로 인해 전류값이 불안정한 프리휠링 구간에서는 정상적인 값이며, 가장 가까운 시점의 값인 프리휠링 구간 직전의 센싱 전류값을 적용하는 것이다.
이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이 실질적인 PWM 동기화 전류 센싱값의 경우, 프리휠링 구간에서 일시적인 전류 하강 현상이 나타나나, 프리휠링 구간에 대한 전류 센싱값 보정을 통해 최종 센싱 파형은 고르게 나타남을 알 수 있다.
도 5a 내지 5c는 본 발명에 따른 전류 센싱 보정 효과를 나타내는 시뮬레이션 파형도이다.
도 5a는 U상의 상전류 파형, 도 5b는 DC 전류 파형, 도 5c는 토크 파형을 각각 나타내는 것으로, 파란색이 전류 센싱 보정 적용 전, 빨간색이 전류 센싱 보정 적용 후를 각각 나타낸다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 본 발명에 따른 전류 센싱 보정을 적용하기 전에는 리플 전류에 따라 파형이 불안정한 형태를 보이나, 전류 센싱 보정 적용 후에는 안정적인 파형이 나타남을 알 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
M : BLDC 모터 11, 12, 13 : 홀 센서
100 : 스위칭부 110 : PWM 제어부
210 : 상전압 검출부 220 : 프리휠링 구간 검출부
230 : 전류 센싱부 240 : 센싱 보정부
250 : 전류 제어부

Claims (12)

  1. PWM 신호에 따라 제어되는 스위칭부를 통해 3상의 상전압을 공급받는 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 장치에 있어서,
    상기 브러쉬리스 직류 모터에 공급되는 상기 상전압으로부터 상전압 신호를 검출하는 상전압 검출부;
    상기 브러쉬리스 직류 모터에 설치된 홀 센서로부터 수신되는 센싱 데이터와 상기 상전압 검출부에서 검출된 상기 상전압 신호를 이용하여 프리휠링 구간을 검출하는 프리휠링 구간 검출부;
    상기 PWM 신호에 동기화된 상기 스위칭부의 전류값을 소정 시간 간격으로 센싱하는 전류 센싱부; 및
    상기 프리휠링 구간에 따라, 센싱된 상기 전류값을 보정하는 센싱 보정부
    를 포함하는 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프리휠링 구간 검출부는 스위칭 전환 구간에서 상기 상전압 신호에 역기전압이 검출되면, 상기 스위칭 전환 구간의 시작 지점부터 상기 역기전압이 검출된 지점까지를 상기 프리휠링 구간으로 검출하는 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센싱 보정부는 검출된 상기 프리휠링 구간 내에서 센싱된 상기 전류값을 상기 프리휠링 구간 이전 시점에 센싱된 전류값으로 대체하는 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상전압 검출부는 3상의 상기 상전압을 각각 기준 전압과 비교하여 상기 상전압 신호를 출력하는 비교기를 포함하는 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기준 전압은 가상 중성 전압인 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가상 중성 전압은 상기 상전압 최대 설정값의 중간값인 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 장치.
  7. PWM 신호에 따라 제어되는 스위칭부를 통해 3상의 상전압을 공급받는 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 방법에 있어서,
    상기 PWM 신호에 동기화된 상기 스위칭부의 전류값을 소정 시간 간격으로 센싱하는 단계;
    상기 브러쉬리스 직류 모터에 설치된 홀 센서로부터 센싱 데이터를 수신하는 단계;
    상기 브러쉬리스 직류 모터에 공급되는 상기 상전압으로부터 상전압 신호를 검출하는 단계;
    상기 홀 센서로부터의 상기 센싱 데이터와 상기 상전압 신호를 이용하여 프리휠링 구간을 검출하는 단계; 및
    상기 프리휠링 구간에 따라, 센싱된 상기 전류값을 보정하는 단계
    를 포함하는 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전류를 보정하는 단계는,
    상기 프리휠링 구간 내에서 센싱된 상기 전류의 센싱값을 상기 프리휠링 구간 이전 시점에 센싱된 전류값으로 대체하는 단계
    를 포함하는 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 프리휠링 구간을 검출하는 단계는,
    스위칭 전환 구간에서 상기 상전압 신호에 역기전압이 검출되면, 상기 스위칭 전환 구간의 시작 지점부터 상기 역기전압이 검출된 지점까지를 상기 프리휠링 구간으로 검출하는 단계
    를 포함하는 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 상전압 신호를 검출하는 단계는,
    3상의 상기 상전압을 각각 기준 전압과 비교하여 상기 상전압 신호를 출력하는 단계
    를 포함하는 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기준 전압은 가상 중성 전압인 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가상 중성 전압은 상기 상전압 최대 설정값의 중간값인 브러쉬리스 직류 모터의 전류 센싱 보정 방법.
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