KR20200061063A

KR20200061063A - 스위치드 릴럭턴스 모터를 구동하는 구동 회로

Info

Publication number: KR20200061063A
Application number: KR1020180146407A
Authority: KR
Inventors: 조영철
Original assignee: (주)쿠첸
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2020-06-02
Also published as: KR102238456B1

Abstract

스위치드 릴럭턴스 모터를 구동하는 구동 회로 및 모터 시스템이 개시된다. 본 개시의 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터를 구동하는 구동 회로는, 상기 SR 모터의 회전자 주변에 배치되는 적어도 두 개의 홀 센서를 구비하고, 상기 적어도 두 개의 홀 센서에 의하여 감지되는 적어도 두 개의 위치 센싱 신호들을 출력하는 위치 센서부, 상기 SR 모터의 복수의 권선 코일들에 연결되고, 복수의 스위칭 신호들을 기초로 상기 복수의 권선 코일들을 여자시키는 드라이버 및 상기 복수의 스위칭 신호들을 생성하고, 적어도 두 개의 위치 센싱 신호들을 기초로 상기 SR 모터의 회전 속도를 검출하여 상기 회전 속도가 타겟 속도에 도달하도록 상기 복수의 스위칭 신호들을 조정하는 구동 컨트롤러를 포함하고, 상기 구동 컨트롤러는, 상기 타겟 속도가 기준 속도 이상이면, 상기 복수의 스위칭 신호들의 위상을 천이시키거나 또는 상기 복수의 스위칭 신호들의 통전 구간을 증가시킬 수 있다.

Description

스위치드 릴럭턴스 모터를 구동하는 구동 회로 {Driving Circuit for driving switched reluctance motor}

본 개시의 기술적 사상은 스위치드 릴럭턴스 모터(Switched Reluctance Motor; 이하, 'SR 모터'라 한다)를 구동 하는 구동 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 SR 모터가 고속으로 회전하도록 구동하는 SR 모터의 구동 회로 및 이의 동작 방법에 관한 것이다.

SR 모터는 자기저항(reluctance)의 변화에 따라 발생하는 토크를 이용하여 회전력을 발생시키는 전동기이다. SR 모터는 고성능 및 고내구성을 가지며, 구조가 단순하여 최근 폭넓은 관심을 받고 있다. SR 모터는, 세탁기, 냉장고, 에어컨, 쿠커 등과 같은 각종 가전기기나 다양한 운송기계, 의료 장비 등의 구동장치로서 사용될 수 있다. SR 모터가 탑재되는 모터 시스템은 SR 모터가 고속으로 동작하도록 제어할 수 있다.

본 개시의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 SR 모터의 고속 회전을 제어하는 구동 회로 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.

본 개시의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 SR 모터의 위상 및 통전 구간을 정밀하게 제어하는 구동 회로 및 이의 동작 방법을 제공하는 데 있다.

본 개시의 실시예에 따른 스위치드 릴럭턴스 모터를 구동하는 구동 회로는, 상기 SR 모터의 회전자 주변에 배치되는 적어도 두 개의 홀 센서를 구비하고, 상기 적어도 두 개의 홀 센서에 의하여 감지되는 적어도 두 개의 위치 센싱 신호들을 출력하는 위치 센서부, 상기 SR 모터의 복수의 권선 코일들에 연결되고, 복수의 스위칭 신호들을 기초로 상기 복수의 권선 코일들을 여자시키는 드라이버 및 상기 복수의 스위칭 신호들을 생성하고, 적어도 두 개의 위치 센싱 신호들을 기초로 상기 SR 모터의 회전 속도를 검출하여 상기 회전 속도가 타겟 속도에 도달하도록 상기 복수의 스위칭 신호들을 조정하는 구동 컨트롤러를 포함하고, 상기 구동 컨트롤러는, 상기 타겟 속도가 기준 속도 이상이면, 상기 복수의 스위칭 신호들의 위상을 천이시키거나 또는 상기 복수의 스위칭 신호들의 통전 구간을 증가시킬 수 있다.

본 개시의 기술적 사상에 따른 SR 모터를 구동하는 구동 회로 및 이의 동작방법에 따르면, 스위칭 신호들의 듀티비가 최대가 되더라도, 스위칭 신호들의 위상 및 통전 구간을 조정함으로써, SR 모터의 회전 속도를 더 증가시킬 수 있다.

본 개시의 기술적 사상에 따른 SR 모터를 구동하는 구동 회로 및 이의 동작방법에 따르면, 분해능이 낮은 위치 센싱 신호들을 기초로 분해능이 높은 기준 신호를 생성하고, 기준 신호를 기초로 스위칭 신호들의 위상 및 통전 구간을 정밀하게 제어할 수 있다.

도 1은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터 구동 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터의 구조 및 기본 동작 원리를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SRM 드라이버의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터의 구동을 위한 코일들의 여자 순서(excitation order)를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터 구동을 위한 스위칭 신호들의 파형을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터의 고속 회전을 위한 스위칭 신호들의 파형을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터의 고속 회전을 위한 스위칭 신호들의 파형을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 위상이 천이된 스위칭 신호들의 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 스위칭 신호들 생성 방법을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 구동 회로의 SR 모터 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 구동 회로의 SR 모터 구동 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 기술적 사상의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터 구동 시스템을 나타내는 블록도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터의 구조 및 기본 동작 원리를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, SR 모터 구동 시스템(10)은 SR 모터(110), SR모터 드라이버(120)(이하, SRM 드라이버라고 함), 위치 센서부(130) 및 구동 컨트롤러(140)를 포함할 수 있다. SR모터 드라이버(120), 위치 센서부(130) 및 구동 컨트롤러(140)는 SR 모터(110)의 구동을 위한 구동 회로로 지칭될 수 있다.

SR 모터(110)는, 자기저항의 변화에 따라 발생하는 릴럭턴스 토크(Reluctance Torque)를 이용하여 회전력을 얻을 수 있다. 도 2a를 참조하면, SR 모터(110)는 고정자(11)(stator) 및 회전자(12)(rotator)를 포함할 수 있다. 고정자(11) 및 회전자(12)는 투자율이 높은 자성 물질들로 구성될 수 있으며, 예컨대, 규소 강판이 적층된 구조를 가질 수 있다. SR 모터(110)는 고정자(11)와 회전자(12)가 모두 돌극형 구조를 가지는 이중 돌극형(double salient pole) 구조를 가질 수 있다. 고정자(11) 및 회전자(12)는 각각 복수의 돌극(silent-pole)을 포함한다. 고정자(11)의 돌극들에는 코일(13)이 권선된다. 회전자(12)의 중심에는 SR 모터(110)의 샤프트가 연결되며, 회전자(12)와 동시에 회전하는 센서 마그넷이 샤프트 또는 회전자(12)에 장착될 수 있다.

본 개시의 실시예에 따른 SR 모터(110)는 4상 모터 구조를 가질 수 있다. SR 모터(110)의 고정자(11)는 8개의 돌극들(예컨대, A극, B극, C극, D극, A'극, B'극, C'극, D'극)을 포함하고, 회전자(12)는 6개의 돌극들을 포함할 수 있다. 고정자(11)의 서로 대향하는 돌극들에는 코일이 권선된다. 도 2a에서는 A극과 A'극에 코일(13)이 감겨진 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, A극과 A'극, B극과 B'극, C극과 C'극, D극과 D'극에 각각 A상 코일, B상 코일, C상 코일 및 D상 코일이 권선될 수 있다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 코일(13)의 양단에 전압이 인가되어, 즉 코일(13)이 통전되어 코일(13)에 전류가 흐르면, 코일(13)이 권선된 돌극들이 여자되고(excitation), 전류의 방향에 직교하는 방향으로 자속이 발생한다. 예컨대, A극과 A'극에 권선된 코일(13)의 권선 방향에 따라서, A극의 오른쪽에서 왼쪽으로 전류(I)가 흐르면 A극과 A'극이 여자되고, 전류(I)에 직교하는 F1 방향으로 자속이 발생한다. 자속이 회전자(12)를 경유함에 따라서, 회전자(12)에 전류가 발생하고, 고정자(11)의 자속과 회전자(12)의 자속이 쇄교함에 따라 토크(torque)가 발생하게 된다. 이하, 본 개시에서, 돌극이 여자된다는 표현은 상기 돌극에 권선된 코일(13)이 통전됨으로써 여자된다는 의미와 동일하게 사용하기로 한다.

자속이 회전자(12)를 경유함에 따라서, 회전자(12)에 전류가 발생하고, 고정자(11)의 자속과 회전자(12)의 자속이 쇄교함에 따라 토크(torque)가 발생하게 된다. 즉, 고정자(11)와 회전자(12) 간에 작용하는 자기 흡인력에 의하여 토크가 발생할 수 있다. A상, B상, C 상 및 D상의 코일들에 순차적으로 전압이 인가됨으로써, 회전자(12)가 회전할 수 있다.

계속하여 도 1을 참조하면, SRM 드라이버(120)(또는 SRM 인버터로 지칭됨)는 스위칭 동작을 통해, 직류전압을 SRM 모터(110)의 코일들(예컨대, A상, B상, C상 및 D상 코일들) 각각에 인가할 수 있다. SR 모터 구동 시스템(10)은 입력되는 상용 교류 전원을 직류 전원(즉, 직류 전압)으로 정류하는 컨버터(미도시)를 더 포함할 수 있으며, SRM 드라이버(120)는 컨버터로부터 제공되는 직류 전압을 SRM 모터(110)의 코일들에 인가할 수 있다.

SRM 드라이버(120)는 스위칭 소자들(후술되는 도 3의 Q1 내지 Q6)을 포함할 수 있으며, 스위칭 소자들이 스위칭 신호들(SSWs)에 응답하여 '턴-온' 또는 '턴-오프'되어 코일들에 전압을 인가할 수 있다. 또한, SRM 드라이버(120)는 SR 모터(110)의 상태를 감지하기 위한 센싱 신호들(Ssen), 예컨대, 전류, 온도, 전압 등을 센싱하기 위한 센싱 신호들(Ssen)을 출력할 수 있다.

위치 센서부(130)는 회전자(12)의 각도 위치에 상응하는 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)을 제공한다. 실시예에 있어서, 위치 센서부(130)는 센서 마그넷에 근접하게 배치되는 복수의 홀 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어서, 위치 센서부(130)는 제1 홀 센서(131) 및 제2 홀 센서(132)를 포함할 수 있다. 제1 홀 센서(131) 및 제2 홀 센서(132)는, 회전자(12)가 회전 시 센서 마그넷의 자기 신호를 감지하여, 각각 제1 위치 센싱 신호(PSS1) 및 제2 위치 센싱 신호(PSS2)를 출력할 수 있다.

구동 컨트롤러(140)는 스위칭 신호들(SSWs)을 생성하고, 스위칭 신호들(SSWs)을 SRM 드라이버(120)에 제공할 수 있다. 구동 컨트롤러(140)는 제어 신호(Ctrl)(예컨대 사용자 입력에 따른 속도 지령), 위치 센서부(130)로부터 제공되는 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2) 및 SRM 드라이버(120)로부터 제공되는 센싱 신호들(Ssen) 중 적어도 하나를 기초로 스위칭 신호들(SSWs)을 생성할 수 있다.

구동 컨트롤러(140)는 설정된 회전 방향 및 속도 등에 따라서, SR 모터(110) 구동을 위한 스위칭 신호들(SSWs)을 생성할 수 있다. 실시예에 있어서, 구동 컨트롤러(140)는 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)을 기초로 SR 모터(110)의 회전 속도를 검출하고, SRM 드라이버(120)로부터 출력되는 센싱 신호(Ssen)를 기초로, SRM 모터(110)의 코일들을 통해 흐르는 전류량을 검출할 수 있으며, 속도 지령에 따른 타겟 속도와 SR 모터(110)의 회전 속도(즉, 현재 속도)의 차이를 기초로 SRM 모터(110)의 코일들을 통해 흐르는 전류량을 증가시키거나 또는 감소시키기 위히야 스위칭 신호들(SSWs)의 듀티비를 조절할 수 있다.

실시예에 있어서, 구동 컨트롤러(140)는 마이크로 컨트롤러(또는 마이크로 컴퓨터)로 구현될 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 구동 컨트롤러(140)는 CPU(Central Processing Unit), 프로세서, DSP(Digital Signal Processing), 어플리케이션 프로세서(Application Processor; AP), MCU(Micro Controller Unit), 또는 미니 컴퓨터와 같은 다양한 형태로 구현될 수 있다.

구동 컨트롤러(140)는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 생성기(141) 및 필터(142)를 포함할 수 있다. PWM 신호 생성기(141)는 PWM 신호들을 생성하고, PWM 신호들을 스위칭 신호들(SSWs)로서 제공할 수 있다. PWMW 신호 생성기(141)는 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2), 또는 필터(142)로부터 출력되는 기준 신호(RS)를 기초로, PWM 신호들, 즉 스위칭 신호들(SSWs)을 생성할 수 있으며, 제어 신호(Ctrl) 및 센싱 신호들(Ssen)을 기초로 스위칭 신호들(SSWs)의 듀티비(duty ratio)를 조절할 수 있다.

필터(142)는 저역 통과 필터로 구현될 수 있다. 필터(142)는 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)에 기초하여 생성되는 초기 기준 신호를 저역 통과 필터링함으로써, 분해능이 증가된 기준 신호(RS)를 생성할 수 있다. 필터(142)는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 예컨대 필터(142)는 로직 회로로 구현되는 디지털 필터일 수 있다.

구동 컨트롤러(140)는 SR 모터(110)가 소정의 기준 속도(예컨대 5500RPM(Revolution Per Minute)) 이상의 고속 회전이 필요할 경우, 필터(142)를 이용하여, 분해능이 높은 기준 신호(RS)를 생성하고, PWM 신호 생성기(141)는 기준 신호(RS)를 기초로, 스위칭 신호들(SSWs)의 위상 및/또는 통전 구간을 조정할 수 있다. SR 모터(110)의 고속 회전 제어에 대하여, 이하 도 6내지 11을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SRM 드라이버의 구성을 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 위하여, SR 모터(도 1의 10)에 권선된 코일들을 나타내는 등가 회로(10')를 함께 도시한다. 등가 회로(10')는 고정자(11)에 권선된 4상의 코일들(La, Lb, Lc, Ld)을 포함한다.

SRM 드라이버(120)는 커패시터(C1), 스위칭 소자들(Q1 내지 Q6), 복수의 다이오드들(D1 내지 D6)을 포함할 수 있다. 실시예에 있어서, 스위칭 소자들(Q1 내지 Q6)은 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), FET(Field Effect Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor) 등으로 구현될 수 있다.

커패시터(C1)는 DC 링크 커패시터로서, 제1 입력 노드(Ip) 및 제2 입력 노드(In)(즉, DC 링크)에 연결되며, 제1 및 제2 입력 노드(Ip, In)를 통해 수신되는 직류 전압(Vdc)을 안정적으로 제공할 수 있다.

제1 스위칭 소자(Q1) 및 제1 다이오드(D1)는 제1 노드(N1)를 통해 A상 코일(La)의 일 단(A극 방향의 단자) 및 C상 코일(Lc)의 일 단(C극 방향의 단자)에 전기적으로 연결된다. 제2 스위칭 소자(Q2) 및 제2 다이오드(D2)는 제2 노드(N2)를 통해 A상 코일(La)의 타 단(A'극 방향의 단자)에 연결되고, 제3 스위칭 소자(Q3) 및 제3 다이오드(D3)는 제3 노드(N3)를 통해 C상 코일(Lc)의 타 단(C'극 방향의 단자)에 전기적으로 연결된다. 제4 스위칭 소자(Q4) 및 제4 다이오드(D4)는 제4 노드(N4)를 통해 B상 코일(Lb)의 일 단(B극 방향의 단자) 및 D상 코일(Ld)의 일 단(D극 방향의 단자)에 연결된다. 제5 스위칭 소자(Q5) 및 제5 다이오드(D5)는 제5 노드(N5)를 통해 B상 코일(Lb)의 타 단(B'극 방향의 단자)에 연결되고, 제6 스위칭 소자(Q6) 및 제6 다이오드(D6)는 제6 노드(N6)를 통해 D상 코일(Ld)의 타 단(D' 극 방향의 단자)에 연결된다.

A상 코일(La) 및 C상 코일(Lc)은 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제1 다이오드(D1)를 공유할 수 있으며, B상 코일(Lb) 및 D상 코일(Ld)은 제4 스위칭 소자(Q4) 및 제4 다이오드(D4)를 공유할 수 있다. 이와 같은, 스위칭 소자 공유 방식이 적용됨으로써, SR 모터(110)를 구동하기 위한 스위칭 소자 및 다이오드의 개수가 감소될 수 있으며, SRM 드라이버(120)의 회로 사이즈가 감소될 수 있다.

스위칭 소자들(Q1 내지 Q6)은 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2) 중 대응하는 스위칭 신호에 응답하여 '턴-온' 또는 '턴-오프'하는 스위칭 동작을 수행함으로써, 코일들(La, Lb, Lc, Ld)에 전압을 인가할 수 있다. A상, B상, C상 및 D상의 코일들(La, Lb, Lc, Ld) 각각은 양단에 연결된 스위칭 소자들이 '턴-온'되면 통전될 수 있다. 스위칭 소자들(Q1 내지 Q6)의 스위칭 동작에 대해서는 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

복수의 다이오드들(D1 내지 D6)은 코일들(La, Lb, Lc, Ld)에 전압을 인가된 후, 스위칭 소자들(Q1 내지 Q6)이 '턴-오프'시에 생성되는 역기전압을 환류시킬 수 있다.

한편, SRM 드라이버(120)는 SR 모터(110)의 상태를 감지하기 위한 센싱부(SU)를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 센싱부(SU)는 DC 링크에 흐르는 전류를 검출하기 위한 저항(Rsen)을 더 포함할 수 있다. 저항(Rsen) 양단의 센싱 전압들(Vsen)이 센싱 신호로서, 구동 컨트롤러(도 1의 140)에 제공되면, 구동 컨트롤러(140)는 센싱 전압들(Vsen)및 저항(Rsen)의 저항값을 기초로 DC 링크의 전류를 검출할 수 있다.

도 4는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터의 구동을 위한 여자 순서(excitation order)를 나타내는 도면이다. 예시적으로 회전자(12)가 시계 방향으로 회전하는 실시예가 도시된다.

도 2a 및 도 2b를 참조하여 전술한 바와 같이, 고정자(11)의 돌극들은 각 돌극들에 권선된 코일이 통전됨으로써 여자될 수 있으며, 고정자(11)의 돌극들이 반시계 방향으로 차례로 여자되면, 회전자(12)가 시계 방향으로 회전할 수 있다. 예컨대, 제1 단계(step1), 제2 단계(step2), 제3 단계(step3) 및 제4 단계(Step4)가 차례로 진행됨에 따라 고정자(11)의 돌극들이 반시계 방향으로 차례로 여자되고, 이에 따라 회전자(12)의 회전자(12)의 돌극, 예컨대 제1 돌극(P1)이 시계 방향으로 회전함을 알 수 있다.

제1 단계에서, 고정자(11)의 A극과 A'극이 여자되고, 도시된 방향과 같이 자기력선이 발생한다. 자기 흡인력에 의하여 고정자(11)의 A극에 인접한 제1 돌극(P1)이 고정자(11)의 A극에 정렬된다. 제2 단계에서, B극과 B'극이 여자되고, 제1 단계에서 고정자(11)의 B극에 가장 인접했던 회전자(12)의 돌극이 B극에 정렬된다. 이에 따라서, 제1 돌극(P1)은 15도 회전할 수 있다. 이후, 제3 단계에서 C극과 C'극이 여자되고, 제4 단계에서 D극과 D'극이 여자되면, 각 단계에서, 제1 돌극(P1)이 15도씩 회전할 수 있다. 제1 단계 내지 제4 단계가 차례로 진행됨에 따라서 회전자(12)가 시계 방향으로 60도 회전할 수 있으며, 제1 단계 내지 제4 단계의 진행이 6번 수행되면 회전자(12)가 360도, 즉 일 회전할 수 있다. 예컨대, 1초 동안 제1 단계 내지 제4 단계의 진행이 6번 수행되면, 즉 코일들이 6Hz로 통전되면, 1분 동안 회전자(12)는 60회 회전할 수 있다. SR 모터(110)에서, 주파수 6Hz는 60RPM을 의미하게 된다.

한편, 전술한 바와 반대로, 고정자(11)의 돌극들이 시계 방향으로 여자되면, 즉, 제4 단계, 제3 단계, 제2 단계 및 제1 단계가 차례로 진행되면, 회전자(12)가 시계 방향으로 회전할 수 있다.

도 5는 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터 구동을 위한 스위칭 신호들의 파형을 나타내는 도면이다.

도 5는, 도 4에 도시된 바와 같이 SR 모터(110)의 회전자(12)가 시계 방향으로 회전하도록 제어하기 위한 SRM 드라이버(도 3의 120)의 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)의 파형을 나타낸다. 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이, 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)은 PWM 신호 생성기(도 1의 141)에서 생성될 수 있다. 도 3을 함께 참조하여 설명하기로 한다.

PWM 신호 생성기(도 1의 141)는 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)의 조합에 기초하여 P1 내지 P4 구간을 구분하고, P1 내지 P4 구간에 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)을 생성할 수 있다. 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)은 제1 레벨, 예컨대 로직 하이 및 제2 레벨, 예컨대 로직 로우를 가질 수 있다. 실시예에 있어서, 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)의 제1 레벨의 구간 및 제2 레벨의 구간은 서로 동일할 수 있으며, 한 주기(예컨대, P1 내지 P4 구간)에서, 제1 위치 센싱 신호(PSS1) 및 제2 위치 센싱 신호(PSS2)는 90도의 위상 차이를 가질 수 있다.

우선, P1 구간에 S1H 신호 및 S1L1 신호가 생성될 수 있다. 본 개시에서, 신호가 생성된다는 것은 상기 신호가 활성 레벨로 천이된다는 것을 의미한다. 이에 따라서, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)가 '턴-온'되어 A상 코일(La)이 통전될 수 있다. 제1 스위칭 소자(Q1), A상 코일(La), 및 제2 스위칭 소자(Q2)를 통해 전류가 흐를 수 있다.

한편, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)가 P1 구간 동안 '풀-온'되면, 전류가 과다하게 유입될 뿐만 아니라, 전류의 양을 조절하기가 어려워진다. 반면, P1 구간에, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)의 '턴-온' 및 '턴-오프'가 반복되면, 즉 반복 스위칭되면, 전류의 양이 조절될 수 있다. 그러나, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제2 스위칭 소자(Q2)가 모두 반복 스위치할 경우, 스위칭 손실이 발생할 수 있다. 따라서, 제2 스위칭 소자(Q2)가 '풀-온'되고, 제1 스위칭 소자(Q1)가 반복 스위칭함으로써, 전류의 양을 조절할 수 있다. 따라서, P1 구간에, 제2 스위칭 소자(Q2)가 '풀-온'되도록 제어하는 활성 레벨, 예컨대 로직 하이를 갖는 S1L1 신호 및 제1 스위칭 소자(Q1)가 스위칭되도록 제어하는 펄스폭 변조된 S1H 신호가 생성될 수 있다. 이와 유사하게, 다른 구간들, 즉 P2, P3, 및 P4 구간에도 스위칭 소자들이 '턴-온'되도록 제어하는 두 스위칭 신호들 중 하나는 펄스폭 변조된 신호로서 생성될 수 있다.

P2 구간에 S2H 신호 및 S2L1 신호가 생성될 수 있으며, S2H 신호 및 S2L1 신호에 응답하여, 제4 스위칭 소자(Q4) 및 제5 스위칭 소자(Q5)가 '턴-온'되어 D상 코일(Ld)이 통전될 수 있다. P3 구간에 S1H 신호 및 S1L2 신호가 생성될 수 있으며, S1H 신호 및 S1L2 신호에 응답하여, 제1 스위칭 소자(Q1) 및 제3 스위칭 소자(Q3)가 '턴-온'되어 C상 코일(Lc)이 통전될 수 있다. 또한, P4 구간에 S2H 신호 및 S2L2 신호가 생성될 수 있으며, S2H 신호 및 S2L2 신호에 응답하여, 제4 스위칭 소자(Q4) 및 제6 스위칭 소자(Q6)가 '턴-온'되어 B상 코일(Lb)이 통전될 수 있다.

이와 같이, P1 구간 내지 P4 구간에 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)이 생성되고, 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)이 스위칭 소자들(Q1 내지 Q6)에 인가됨으로써, 고정자(11)의 돌극들에 권선된 4상 코일들(La, Lb, Lc, Ld)이 반시계 방향으로 통전되고, 회전자(12)가 시계 방향으로 회전할 수 있다. 4상 코일들(La, Lb, Lc, Ld) 각각에 흐르는 전류는 상전류 또는 여자 전류로 지칭될 수 있다.

도 6은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터의 고속 회전을 위한 스위칭 신호들의 파형을 나타내는 도면이다.

본 개시의 실시예에 따른 SR 모터의 고속 제어 방법에 따르면, 구동 컨트롤러(140)가 SR 모터(110)의 위상, 구체적으로 SR 모터(110)의 코일들에 인가되는 상전류의 위상을 천이(shift)(또는 변조(modulation))시킴으로써, SR 모터(110)의 회전 속도를 증가시킬 수 있다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 구동 컨트롤러(140)는 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)의 위상(또는 선행각이라고 함)을 앞당김으로써(위상을 왼쪽으로 천이시킴), 즉 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)의 발생 시점을 앞당김으로써, SR 모터(110)의 코일들에 인가되는 상전류의 위상을 천이시킬 수 있다. SR 모터(110)가 기준 속도(예컨대 5500RPM) 이하인 중저속으로 회전할 때, 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)은 도 5에 도시된 바와 같이, 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)에 동기되어 생성될 수 있다. 예를 들어서, S1H 신호 및 S2H 신호의 듀티비가 최대일 때, SR 모터(110)가 기준 속도(예컨대 5500RPM)로 회전할 수 있다.

이후, SR 모터(110)의 속도를 증가시키기 위하여, 즉 SR 모터(110)가 고속으로 동작하도록 구동 컨트롤러(140)는 도 6에 도시된 바와 같이, 위상이 앞당겨진 스위칭 신호들(S1H_S, S1L1_S, S1L2_S, S2H_S, S2L1_S, S2L2_S)을 생성하고, 스위칭 신호들(S1H_S, S1L1_S, S1L2_S, S2H_S, S2L1_S, S2L2_S)을 SRM 드라이버(120)에 제공할 수 있다. 구체적으로 S1L2_S 신호를 참조하면, S1L2_S 신호는 도 5의 S1L2 신호보다 위상이 t1 만큼 앞당겨진 것을 알 수 있다. 다른 스위칭 신호들 또한 위상이 t1 만큼 앞당겨질 수 있다.

이에 따라서, SR 모터(110)의 코일들에 인가되는 상전류의 위상이 앞당겨지고, SR 모터(110)의 고정자(11)와 회전자(12) 간에 작용하는 자기 흡인력의 발생 시점이 빨라져서, SR 모터(110)의 회전 속도가 증가할 수 있다. 예를 들어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)이 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)에 동기되어 생성되고, 듀티비가 최대일 때, SR 모터(110)가 5500RPM으로 동작할 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 스위칭 신호들(S1H_S, S1L1_S, S1L2_S, S2H_S, S2L1_S, S2L2_S)의 위상이 앞당겨짐에 따라서, SR 모터(110)의 속도가 증가될 수 있다.

도 7은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 SR 모터의 고속 회전을 위한 스위칭 신호들의 파형을 나타내는 도면이다.

본 개시의 실시예에 따른 SR 모터의 고속 제어 방법에 따르면, 구동 컨트롤러(140)가 SR 모터(110)의 위상, 구체적으로 SR 모터(110)의 코일들에 인가되는 상전류의 위상(또는 선행각)을 천이시키고, 상전류가 인가되는 구간, 즉 통전 구간(또는 드웰각(dwell angle)이라고 함)을 증가시킴으로, SR 모터의 회전 속도를 증가시킬 수 있다.

도 7을 참조하면, 도 6을 참조하여 전술한 바와 같이, 구동 컨트롤러(140)는 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)의 위상을 왼쪽으로 천이시킴으로써, 즉 위상을 앞당김으로써, SR 모터(110)의 코일들에 인가되는 상전류의 위상을 천이시킬 수 있으며, 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)의 통전 구간(즉, 하이 레벨 구간)을 증가시킴으로써, SR 모터(110)의 코일들의 통전 구간을 증가시킬 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)에 동기되어 생성되는 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)에 기초하여, SR 모터(110)가 기준 속도(예컨대 5500RPM) 이하인 중저속으로 회전할 때, 구동 컨트롤러(140)는 도 7에 도시된 바와 같이, 위상이 앞당겨지고 통전 구간이 증가된 스위칭 신호들(S1H_S, S1L1_S, S1L2_S, S2H_S, S2L1_S, S2L2_S)을 생성하고, 스위칭 신호들(S1H_S, S1L1_S, S1L2_S, S2H_S, S2L1_S, S2L2_S)을 SRM 드라이버(120)에 제공할 수 있다. 구체적으로 S1L2_S 신호를 참조하면, S1L2_S 신호는 도 5의 S1L2 신호보다 위상이 t1 만큼 앞당겨지고, 통전 구간이 T1에서 T2로 증가된 것을 알 수 있다. 다른 스위칭 신호들 또한 위상이 t1 만큼 앞당겨지고 통전 구간이 T2로 증가된다.

이에 따라서, SR 모터(110)의 코일들에 인가되는 상전류의 위상이 앞당겨지고, 코일들의 통전 구간이 증가됨으로써, SR 모터(110)의 회전 속도가 증가할 수 있다. 예를 들어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)이 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)에 동기되어 생성되고, 듀티비가 최대일 때, SR 모터(110)가 5500RPM으로 동작할 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 스위칭 신호들(S1H_S, S1L1_S, S1L2_S, S2H_S, S2L1_S, S2L2_S)의 위상이 앞당겨지고, 통전 구간이 증가됨에 따라서 SR 모터(110)는 최대 11,000 RPM으로 동작할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)의 위상이 천이되고, 통전 구간이 증가되는 예가 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)의 위상이 천이되거나 또는 스위칭 신호들(S1H, S1L1, S1L2, S2H, S2L1, S2L2)의 통전 구간이 증가될 수 있다.

도 6 및 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 개시의 실시예들에 따른 SR 모터(110)의 고속 제어 방법에 따르면, 스위칭 신호들의 위상이 앞당겨짐으로써, SR 모터(110)의 회전 속도가 증가할 수 있다. 나아가, 스위칭 신호들의 통전 구간이 증가됨으로서, SR 모터(110)의 회전 속도가 더 증가할 수 있다. 구동 컨트롤러(140)은 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)을 기초로 SR 모터(110)의 속도를 검출하고, SR 모터(110)가 원하는 속도로 동작하도록 스위칭 신호들의 천이량 및/또는 통전 구간을 조정할 수 있다.

도 8은 본 개시의 예시적인 실시예에 따른 위상이 천이된 스위칭 신호들의예를 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 위하여, 스위칭 신호들 중 일부(S2H, S2L1 신호들) 신호들을 나타낸다.

도 8을 참조하면, SR 모터(110)의 회전 속도를 증가시키기 위하여, 구동 컨트롤러(140)는 S2H 신호 및 S2L1 신호보다 위상이 90도 앞당겨진 S2H_S1 신호 및 S2L1_S1 신호를 생성할 수 있다(Case1). 또한, 구동 컨트롤러(140)은 S2H 신호 및 S2L1 신호보다 위상이 90도 미만으로 앞당겨진 S2H_S2 신호 및 S2L1_S2 신호를 생성할 수 있다(Case2).

이 때, Case1의 S2H_S1 신호 및 S2L1_S1 신호의 위상은 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)의 위상에 동기되는 바, S2H_S1 신호 및 S2L1_S1 신호는 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)을 기초로 생성될 수 있다. 그러나, Case2의 S2H_S2 신호 및 S2L1_S2 신호의 위상은 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)의 위상에 동기되지 않는다. 따라서, S2H_S2 신호 및 S2L1_S2 신호를 생성하기 위한 제어 방법, 즉 스위칭 신호들의 위상을 정밀하게 조정하기 위한 제어 방법이 요구된다. 스위칭 신호들의 위상을 정밀하게 조정하기 위한 제어 방법에 대하여 도 9를 참조로 설명하기로 한다.

도 9는 본 개시의 예시적 실시예에 따른 스위칭 신호들 생성 방법을 나타내는 도면이다. 구체적으로, 도 9는 위치 센싱 신호들을 기초로 SR 모터의 고속 회전을 위한 스위칭 신호들의 파형을 생성하는 예를 나타낸다.

도 9를 참조하면, SR 모터(110)가 일 회전(360도)하면 90도의 위상 차이를가지고, 각각이 6 주기를 포함하는 제1 위치 센싱 신호(PSS1) 및 제2 위치 센싱 신호(PSS2)가 생성될 수 있다.

구동 컨트롤러(140)는 제1 위치 센싱 신호(PSS1) 및 제2 위치 센싱 신호(PSS2)를 기초로 24 단계(step)를 가지는 초기 기준 신호(RSb)를 생성할 수 있다. 예컨대, 구동 컨트롤러(140)는 제1 위치 센싱 신호(PSS1) 및 제2 위치 센싱 신호(PSS2)의 레벨 변화를 카운팅함으로써, 초기 기준 신호(RSb)를 생성할 수 있다. 이에 따라서, SR 모터(110)가 일 회전할 때마다, 24 단계를 가지는, 즉 24 분해능을 가지는 초기 기준 신호(RSb)가 생성될 수 있다.

구동 컨트롤러(140)는 저역 통과 필터를 기초로 초기 기준 신호(RSb)를 필터링함으로써, 분해능이 증가된 기준 신호(RS)를 생성할 수 있다. 예를 들어서, 초기 기준 신호(RSb)가 0부터 23까지의 정수 값을 갖는다면, 기준 신호(RS)는 1.1, 1.2 등과 같은 비정수 값(예컨대, 분수(fractional number))을 가질 수 있다.

구동 컨트롤러(140)는 SR 모터(110)가 중저속(예컨대 5500RPM 이하)으로 회전할 때, 제1 위치 센싱 신호(PSS1) 및 제2 위치 센싱 신호(PSS2)의 조합을 기초로, 즉 초기 기준 신호(RSb)를 기초로 스위칭 신호들(예컨대, S1H, S1L1, S1L2 신호들)을 생성할 수 있다.

SR 모터(110)가 고속으로 회전할 때, 구동 컨트롤러(140)는 위상을 정밀하게 조정하기 위하여, 분해능이 높은 기준 신호(RS)를 기초로 위상이 천이된 스위칭 신호들(예컨대, S1H_S, S1L1_S, S1L2_S 신호들)을 생성할 수 있다. 예를 들어서, SR 모터(110)가 중저속으로 동작할 때, S1L2 신호가 초기 기준 신호(RSb)가 1인 구간에 통전되었다면, SR 모터(110)가 고속으로 동작할 때, S1L2_S 신호는 기준 신호(RS)가 0.8~1.8인 구간에 통전될 수 있다. 이와 같이, 기준 신호(RS)를 기초로 스위칭 신호들(예컨대, S1H_S, S1L1_S, S1L2_S 신호들)의 위상이 조정될 수 있다. 스위칭 신호들(예컨대, S1H_S, S1L1_S, S1L2_S 신호들)의 위상이 앞당겨진 바, SR 모터(110)의 회전 속도가 증가될 수 있다. 나아가, 구동 컨트롤러(140)는 S1L2_S 신호에 대하여 도시한 바와 같이, 기준 신호(RS)를 기초로 상기 위상이 천이된 스위칭 신호들의 통전 구간을 증가시킬 수 있다. 예를 들어서, SR 모터(110)가 중저속으로 동작할 때 S1L2 신호가 초기 기준 신호(RSb)가 1인 구간에 통전되었다면, SR 모터(110)가 고속으로 동작할 때 S1L2_S 신호는 기준 신호(RS)가 0.7~1.9인 구간에 통전될 수 있다. 이에 따라서, SR 모터(110)의 회전 속도가 더욱 증가될 수 있다. 도면에서는 S1L2_S 신호의 하나의 펄스 폭이 증가된 것으로 도시되었으나, 이에 제한되는 것은 아니며, S1L2_S 신호 및 다른 신호들의 모든 펄스들의 폭이 증가됨으로써, 스위칭 신호들의 통전 구간이 증가될 수 있다.

이와 같이, 본 개시의 실시예에 따르면, 구동 컨트롤러(140)는 제1 위치 센싱 신호(PSS1) 및 제2 위치 센싱 신호(PSS2)의 조합에 의하여 생성되는 분해능이 낮은 초기 기준 신호(RSb)를 저역 통과 필터링함으로써, 분해능이 높은 기준 신호(RS)를 생성하고, 기준 신호(RS)를 기초로, 스위칭 신호들의 위상 및/또는 통전 구간을 정밀하게 조정함으로써, SR 모터(110)의 회전 속도를 증가시킬 수 있다.

도 10은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 구동 회로의 SR 모터 구동 방법을 나타내는 흐름도이다. 본 실시예는 도 1의 SR 모터 시스템(10)에 적용될 수 있다.

도 10을 참조하면, SR 모터 시스템(10)은 SR 모터의(110)의 구동 준비를 수행할 수 있다(S110). 예컨대, SR 모터 시스템(10)은 사용자 입력과 같은 외부 제어 신호 및/또는 미리 설정된 구동 알고리즘에 기초하여 생성되는 내부 제어 신호에 기초하여, 회전 방향, 속도, 및 토크 등을 설정할 수 있다.

이후, SR 모터 시스템(10)은 상기 설정에 따라서, SR 모터(110)를 구동할 수 있다. 구체적으로, 구동 초기 단계에서, 구동 컨트롤러(140)가 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)을 기초로 스위칭 신호들(SSWs)을 생성할 수 있다(S120). 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이, 구동 컨트롤러(140)는 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)을 기초로 SR 모터(110)의 회전 속도를 검출하고, 속도 지령에 따른 타겟 속도와 SR 모터(110)의 회전 속도(즉, 현재 속도)의 차이를 기초로 SRM 모터(110)의 권선 코일들을 통해 흐르는 전류량을 증가시키거나 또는 감소시키기 위하여 스위칭 신호들(SSWs)의 듀티비를 조절할 수 있다.

SRM 드라이버(120)는 스위칭 신호들(SSWs)을 기초로 SR 모터(110)를 구동할 수 있다(S130). SRM 드라이버(120)에 구비되는 스위치들(도 3의 Q1~Q6)이 스위칭 신호들(SSWs)을 기초로 턴-온 또는 턴-오프 됨으로써, SR 모터(110)의 권선 코일들을 통전시킴으로써, SR 모터(110)를 구동할 수 있다.

SR 모터 시스템(10)은 타겟 속도가 소정의 기준 속도 이상인지 판단할 수 있다(S140). 예컨대, 기준 속도는 스위칭 신호들(SSWs)의 듀티비가 최대일 때의 속도일 수 있다. 실시예에 있어서, 구동 컨트롤러(140)는 스위칭 신호들(SSWs)을 기초로 생성되는 SR 모터(110)의 회전 속도가 기준 속도에 도달하였을 경우, 또는 상기 스위칭 신호들(SSWs)의 듀티비가 최대일 때, 타겟 속도가 소정의 기준 속도 이상인지 판단할 수 있다.

SR 모터 시스템(10)은 타겟 속도가 기준 속도 미만이면, 계속하여 S120 단계에 따라서, 위치 센싱 신호들을 기초로 스위칭 신호들(SSWs)을 생성함으로써, SR 모터(110)를 구동할 수 있다.

SR 모터 시스템(10)은 타겟 속도가 기준 속도 이상이면, 스위칭 신호들(SSWs)의 위상을 천이시킬 수 있다(S120). 예컨대, 도 6을 참조하여 설명한 바와 같이, 구동 컨트롤러(140)가 스위칭 신호들(SSWs)의 위상을 앞당길 수 있다. 한편,스위칭 신호들(SSWs)의 위상을 정밀하게 조절하기 위하여, 도 9를 참조하여 설명한 바에 따라서 분해능이 높은 기준 신호(RS)를 생성하고, 구동 컨트롤러(140)는 기준 신호(RS)를 기초로 스위칭 신호들(SSWs)의 위상을 조정할 수 있다. SRM 드라이버(120)는 위상이 천이된 스위칭 신호들(SSWs)을 기초로 SR 모터(110)를 구동할 수 있다(130). 이로써, SR 모터(110)의 회전 속도가 기준 속도 이상 증가할 수 있다.

한편, 본 실시예는 S120 단계에서, 타겟 속도가 기준 속도 이상이면, 구동 컨트롤러(140)가 스위칭 신호들(SSWs)의 위상을 천이시키는 실시예가 설명되었으나, 다른 실시예에 있어서, 구동 컨트롤러(140)는 스위칭 신호들(SSWs)의 통전 구간을 증가시키고, SRM 드라이버(120)는 통전 구간이 증가된 스위칭 신호들(SSWs)을 기초로 SR 모터(110)를 구동할 수도 있다.

도 11은 본 개시의 예시적 실시예에 따른 구동 회로의 SR 모터 구동 방법을 나타내는 흐름도이다. 본 실시예는 도 1의 SR 모터 시스템(10)에 적용될 수 있다.

도 11을 참조하면, SR 모터 시스템(10)은 SR 모터의(110)의 구동 준비를 수행하고(S210), 이후, 스위칭 신호들(SSWs)을 기초로 SR 모터(110)를 구동할 수 있다.

구동 초기 단계에서, 구동 컨트롤러(140)가 위치 센싱 신호들(PSS1, PSS2)을 기초로 스위칭 신호들(SSWs)을 생성하고(S220), SRM 드라이버(120)는 스위칭 신호들(SSWs)을 기초로 SR 모터(110)를 구동할 수 있다(S230). S210 내지 S230 단계는 도 10의 S110 단계 내지 S130 단계와 동일한 바, 중복되는 생략은 설명하기로 한다.

이후, SR 모터 시스템(10)은 타겟 속도가 소정의 제1 기준 속도 이상인지 판단할 수 있다(S240). 예컨대, 제1 기준 속도는 스위칭 신호들(SSWs)의 듀티비가 최대일 때의 속도일 수 있다.

SR 모터 시스템(10)은 타겟 속도가 기준 속도 미만이면, 계속하여 S220 단계에 따라서, 위치 센싱 신호들을 기초로 스위칭 신호들(SSWs)을 생성함으로써, SR 모터(110)를 구동할 수 있다.

SR 모터 시스템(10)은 타겟 속도가 제1 기준 속도 이상이면, 타겟 속도가 소정의 제2 기준 속도 이상인지 판단할 수 있다(S250). 제2 기준 속도는 제1 기준 속도보다 높을 수 있다.

SR 모터 시스템(10)은 타겟 속도가 제2 기준 속도 미만이면, 스위칭 신호들(SSWs)의 위상을 천이시키고(S260), 위상이 천이된 스위칭 신호들(SSWs)을 기초로 SR 모터를 구동할 수 있다(S230). 이로써, SR 모터(110)의 속도가 타겟 속도, 즉 제1 기준 속도 이상, 제2 기준 속도 미만)까지 증가될 수 있다.

SR 모터 시스템(10)은 타겟 속도가 제2 기준 속도 이상이면, 스위칭 신호들(SSWs)의 위상을 천이시키고, 통전 구간을 증가시킬 수 있다(S270). 예컨대, 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 구동 컨트롤러(140)가 스위칭 신호들(SSWs)의 위상을 앞당기고, 통전 구간을 증가시킬 수 있다. 구동 컨트롤러(140)는 분해능이 높은 기준 신호(RS)를 기초로 스위칭 신호들(SSWs)의 위상 및 통전 구간을 조정할 수 있다. SRM 드라이버(120)는 위상이 천이되고 통전 구간이 증가된 스위칭 신호들(SSWs)을 기초로 SR 모터(110)를 구동할 수 있다(230). 이로써, SR 모터(110)의 회전 속도가 타겟 속도로, 즉 제2 기준 속도 이상으로 증가될 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

Claims

스위치드 릴럭턴스 모터(SR 모터)를 구동하는 구동 회로에 있어서,
상기 SR 모터의 회전자 주변에 배치되는 적어도 두 개의 홀 센서를 구비하고, 상기 적어도 두 개의 홀 센서에 의하여 감지되는 적어도 두 개의 위치 센싱 신호들을 출력하는 위치 센서부;
상기 SR 모터의 복수의 권선 코일들에 연결되고, 복수의 스위칭 신호들을 기초로 상기 복수의 권선 코일들을 여자시키는 드라이버; 및
상기 복수의 스위칭 신호들을 생성하고, 적어도 두 개의 위치 센싱 신호들을 기초로 상기 SR 모터의 회전 속도를 검출하여 상기 회전 속도가 타겟 속도에 도달하도록 상기 복수의 스위칭 신호들을 조정하는 구동 컨트롤러를 포함하고,
상기 구동 컨트롤러는,
상기 타겟 속도가 기준 속도 이상이면, 상기 복수의 스위칭 신호들의 위상을 천이시키거나 또는 상기 복수의 스위칭 신호들의 통전 구간을 증가시킴으로써, 상기 복수의 스위칭 신호들의 위상 또는 통전 구간을 조정하는 것을 특징으로 하는 구동 회로.
제1 항에 있어서, 상기 구동 컨트롤러는,
상기 복수의 스위칭 신호들의 듀티비가 최대이고, 상기 타겟 속도가 기준 속도 이상이면, 상기 복수의 스위칭 신호들의 상기 위상 또는 상기 통전 구간을 조정하는 것을 특징으로 하는 구동 회로.
제1 항에 있어서, 상기 구동 컨트롤러는,
상기 복수의 스위칭 신호들의 상기 위상을 앞당기는 것을 특징으로 하는 구동 회로.
제1 항에 있어서, 상기 구동 컨트롤러는,
상기 타겟 기준 속도가, 제1 기준 속도 이상이고 상기 제1 기준 속도보다 높은 제2 기준 속도 미만이면, 상기 복수의 스위칭 신호들의 상기 위상을 앞당기고,
상기 타겟 기준 속도가 상기 제2 기준 속도 이상이면, 상기 복수의 스위칭 신호들의 위상을 앞당기고, 상기 통전 구간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 구동 회로.
제1 항에 있어서, 상기 구동 컨트롤러는,
상기 적어도 두 개의 위치 센싱 신호들을 기초로 생성되는 초기 기준 신호를 필터링함으로서, 상기 초기 기준 신호보다 분해능이 증가된 기준 신호를 생성하는 저역 통과 필터를 구비하고,
상기 저역 통과 필터로부터 출력되는 상기 기준 신호를 기초로 상기 복수의 스위칭 신호들의 상기 위상 및 상기 통전 구간을 조정하는 것을 특징으로 하는 구동 회로.