KR20240021567A - 모터 드라이버 및 모터 구동 방법 - Google Patents

모터 드라이버 및 모터 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 모터 드라이버는, 플로팅(floating) 구간에 특정 코일의 상전압을 센싱한 전압 센싱 신호가 입력되면, 입력된 전압 센싱 신호를 복수의 샘플링 포인트들마다 샘플링(sampling)하여 디지털 전압 샘플링 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터(Analog-to-Digital Converter; 이하 ADC), 및 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들을 기초로 특정 코일의 역기전력 전압을 결정하는 역기전력 전압 결정부를 포함한다.

Description

모터 드라이버 및 모터 구동 방법{MOTOR DRIVER AND METHOD FOR DRIVING MOTOR}
본 발명은 모터 드라이버 및 모터 구동 방법에 관한 것이다.
최근 세탁기, 냉장고 등의 가전 기기를 포함하는 다양한 전자 기기에서는 정류용 브러시를 이용하지 않아 에너지 효율이 높은 브러시리스 직류(Brushless Direct Current, 이하 BLDC) 모터를 이용하고 있다.
BLDC 모터는 전기자의 코일들에 흐르는 전류의 전류 방향을 바꾸는 전자 정류(commutation)를 수행하고, 회전자의 위치와 정류 시점이 일치할 때, 회전자를 회전시키는 연속적인 회전 자계를 형성할 수 있다.
BLDC 모터는 회전자가 회전하기 시작하면 회전자의 코일이 하나의 발전기가 되어 전압을 발생시키는데, 이때 발생한 유기전압을 역기전력 전압이라 한다. BLDC 모터 시스템은 역기전력 전압을 검출하고, 검출된 역기전력 전압을 이용하여 BLDC 모터의 구동을 제어할 수 있다.
기존의 BLDC 모터 시스템은 역기전력 전압을 검출하기 위한 역기전력 전압 검출 회로가 복잡하다. 기존의 BLDC 모터 시스템에 구비된 역기전력 전압 검출 회로는 BLDC 모터의 구동 속도가 빨라질수록 전력 소모가 증가하며, 높은 구동 속도에서 역기전력 전압 검출이 어렵다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 역기전력 전압 검출을 위한 회로가 단순한 모터 드라이버 및 모터 구동 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 BLDC 모터의 구동 속도가 빨라지더라도 역기전력 전압을 정확하게 검출할 수 있는 모터 드라이버 및 모터 구동 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 드라이버는 플로팅(floating) 구간에 특정 코일의 상전압을 센싱한 전압 센싱 신호가 입력되면, 입력된 전압 센싱 신호를 복수의 샘플링 포인트들마다 샘플링(sampling)하여 디지털 전압 샘플링 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터(Analog-to-Digital Converter; 이하 ADC), 및 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들을 기초로 특정 코일의 역기전력 전압을 결정하는 역기전력 전압 결정부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 방법은 3상 코일 중 어느 하나의 특정 코일을 플로팅시키는 단계, 플로팅 구간에 특정 코일의 상전압을 센싱한 전압 센싱 신호가 입력되면, 입력된 전압 센싱 신호를 샘플링하여 적어도 둘 이상의 디지털 전압 샘플링 데이터들로 변환하는 단계, 및 적어도 둘 이상의 디지털 전압 샘플링 데이터들을 기초로 특정 코일의 역기전력 전압을 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 비교기를 이용하지 않으며, ADC와 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들의 평균값을 산출하는 회로만 이용하여 역기전력 전압을 검출할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 역기전력 전압 검출 회로가 단순하며, 소비 전력 및 회로 면적을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들의 평균값을 역기전력 전압으로 결정함으로써, 노이즈(noise)에 대한 영향이 크지 않을 수 있다. 이러한 본 발명은 별도의 노이즈 제거 회로를 구비하지 않고도, 노이즈에 둔감하고 정확한 역기전력 전압을 획득할 수 있다.
또한, 본 발명은 BLDC 모터의 구동 속도가 빨라지더라도 역기전력 전압을 빠르고 정확하게 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터 구동 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 모터 드라이버의 구성을 보여주는 블로도이다.
도 3은 플로팅 구간을 포함하는 특정 코일의 상전압, 상전류 및 역기전력 전압의 일 예를 보여주는 그래프이다.
도 4는 플로팅 구간에서 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들을 획득하는 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 검출된 역기전력 전압이 기준 전압 보다 작은 경우 오차값을 보상한 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 검출된 역기전력 전압이 기준 전압 보다 큰 경우 오차값을 보상한 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터 구동 시스템의 모터 구동 방법을 나타낸 흐름도이다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 핵심 구성과 관련이 없는 경우 및 본 발명의 기술분야에 공지된 구성과 기능에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다. 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터 구동 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 센서리스 BLDC(Brushless Direct Current) 모터 구동 시스템(100)는 BLDC 모터(110), 인버터(120), 전원부(130), 모터 드라이버(140), 마이크로 컨트롤 유닛(MicroController Unit; 이하 MCU)(150)를 포함할 수 있다.
BLDC 모터(110)는 서로 다른 상(Phase)을 갖는 3상 코일(UC, VC, WC)을 포함하는 고정자(stator)와, 영구 자석을 사용하는 회전자(rotor)를 포함할 수 있고, 도 1에서 회전자는 생략되어 있다. BLDC 모터(110)는 홀 센서를 구비하지 않을 수 있다.
BLDC 모터(110)의 고정자는 U상(제1 상)을 갖는 제1 코일(UC), V상(제2 상)을 갖는 제2 코일(VC), W상(제3 상)을 갖는 제3 코일(WC)을 포함할 수 있다.
BLDC 모터(110)는 인버터(120)로부터 3상 코일(UC, VC, WC) 각각에 공급되는 구동 신호에 따라 구동될 수 있다. BLDC 모터(110)는 회전자 위치에 따라 고정자의 제1 내지 제3 코일(UC, VC, WC) 중 원하는 코일에 전류를 흘려서 자기력을 발생시키고, 발생된 자기력이 BLDC 모터(110)의 회전자를 회전시킬 수 있다. 예컨대, BLDC 모터(110)는 구동 신호에 따라 제1 코일(UC)에 + 방향으로 전류가 흐르고, 제2 코일(VC)에 전류가 흐르지 않으며, 제3 코일(WC)에 - 방향으로 전류가 흐를 수 있다. 이러한 경우, BLDC 모터(110)는 제1 코일(UC)이 N극이 되어 영구 자석으로 이루어진 회전자의 S극을 끌어당기고, 제3 코일(WC)이 S극이 되어 회전자의 S극을 밀어줌으로써, 회전자를 회전시킬 수 있다.
인버터(120)는 모터 드라이버(140)의 제어에 따라 동작하여, 제1 내지 제3 노드(U, V, W) 각각을 통해 BLDC 모터(110)의 3상 코일(UC, VC, WC) 각각에 제1 전원 전압(VDD)을 공급하거나, 제2 전원 전압(VSS)을 공급할 수 있다. 제1 전원 전압(VDD)은 고전위 전원 전압이고, 제2 전원 전압(VSS)은 저전위 전원 전압일 수 있다.
인버터(120)는 모터 드라이버(140)의 제어에 따라 3상 코일(UC, VC, WC) 중 어느 하나의 특정 코일에 제1 및 제2 전원 전압(VDD, VSS)의 공급없이 특정 코일을 플로팅(floating)시킬 수도 있다.
인버터(120)는 전원부(130)로부터 제1 전원 전압(VDD) 및 제2 전원 전압(VSS)을 공급받을 수 있다. 인버터(120)는 모터 드라이버(140)로부터 제1-1 및 제1-2 코일 제어 신호(UP, UN), 제2-1 및 제2-2 코일 제어 신호(VP, VN), 제3-1 및 제3-2 코일 제어 신호(WP, WN)를 공급받을 수 있다. 모터 드라이버(140)로부터 공급되는 코일 제어 신호들(UP, UN, VP, VN, WP, WN)은 펄스 폭 변조(Pulse With Modulation; PWM) 신호일 수 있다.
인버터(120)는 BLDC 모터(110)의 제1 코일(UC)을 구동하는 제1 구동부를 포함하고, 제1 구동부는 제1 전원 전압(VDD)의 공급 라인과 제2 전원 전압(VSS)의 공급 라인 사이에 직렬 접속된 제1 풀업(pull-up) 트랜지스터(Tup) 및 제1 풀다운(pull-down) 트랜지스터(Tun)를 포함할 수 있다. 제1 풀업 트랜지스터(Tup) 및 제1 풀다운 트랜지스터(Tun) 사이의 접속 노드는 제1 노드(U)를 통해 제1 코일(UC)과 접속될 수 있다.
제1 풀업 트랜지스터(Tup)는 모터 드라이버(140)로부터 공급되는 제1-1 코일 제어 신호(UP)가 게이트-온 전압인 기간에 턴-온되어 제1 전원 전압(VDD)을 제1 노드(U)를 통해 제1 코일(UC)로 인가할 수 있다. 제1 풀다운 트랜지스터(Tun)는 모터 드라이버(140)로부터 공급되는 제1-2 코일 제어 신호(UN)가 게이트-온 전압인 기간에 턴-온되어 제2 전원 전압(VSS)을 제1 노드(U)를 통해 제1 코일(UC)로 인가할 수 있다.
한편, 모터 드라이버(140)로부터 공급되는 제1-1 및 제1-2 코일 제어 신호(UP, UN)가 모두 게이트-오프 전압일 때 제1 풀업 트랜지스터(Tup) 및 제1 풀다운 트랜지스터(Tun)가 모두 턴-오프되어 제1 노드(U)와 제1 코일(UC)은 플로팅 상태가 될 수 있다.
인버터(120)는 센서리스 BLDC 모터(110)의 제2 코일(VC)을 구동하는 제2 구동부를 포함하고, 제2 구동부는 제1 전원 전압(VDD)의 공급 라인과 제2 전원 전압(VSS)의 공급 라인 사이에 직렬 접속된 제2 풀업 트랜지스터(Tvp) 및 제2 풀다운 트랜지스터(Tvn)를 포함할 수 있다. 제2 풀업 트랜지스터(Tvp) 및 제2 풀다운 트랜지스터(Tvn) 사이의 접속 노드는 제2 노드(V)를 통해 제2 코일(VC)과 접속될 수 있다.
제2 풀업 트랜지스터(Tvp)는 모터 드라이버(140)로부터 공급되는 제2-1 코일 제어 신호(VP)가 게이트-온 전압인 기간에 턴-온되어 제1 전원 전압(VDD)을 제2 노드(V)를 통해 제2 코일(VC)로 인가할 수 있다. 제2 풀다운 트랜지스터(Tvn)는 모터 드라이버(140)로부터 공급되는 제2-2 코일 제어 신호(VN)가 게이트-온 전압인 기간에 턴-온되어 제2 전원 전압(VSS)을 제2 노드(V)를 통해 제2 코일(VC)로 인가할 수 있다.
한편, 모터 드라이버(140)로부터 공급되는 제2-1 및 제2-2 코일 제어 신호(VP, VN)가 모두 게이트-오프 전압일 때 제2 풀업 트랜지스터(Tvp) 및 제2 풀다운 트랜지스터(Tvn)가 모두 턴-오프되어 제2 노드(V) 및 제2 코일(VC)은 플로팅 상태가 될 수 있다.
인버터(120)는 센서리스 BLDC 모터(110)의 제3 코일(WC)을 구동하는 제3 구동부를 포함하고, 제3 구동부는 제1 전원 전압(VDD)의 공급 라인과 제2 전원 전압(VSS)의 공급 라인 사이에 직렬 접속된 제3 풀업 트랜지스터(Twp) 및 제3 풀다운 트랜지스터(Twn)를 포함할 수 있다. 제3 풀업 트랜지스터(Twp) 및 제3 풀다운 트랜지스터(Twn) 사이의 접속 노드는 제3 노드(W)를 통해 제3 코일(WC)과 접속될 수 있다.
제3 풀업 트랜지스터(Twp)는 모터 드라이버(140)로부터 공급되는 제3-1 코일 제어 신호(WP)가 게이트-온 전압인 기간에 턴-온되어 제1 전원 전압(VDD)을 제3 노드(W)를 통해 제3 코일(WC)로 인가할 수 있다. 제3 풀다운 트랜지스터(Twn)는 모터 드라이버(140)로부터 공급되는 제3-2 코일 제어 신호(WN)가 게이트-온 전압인 기간에 턴-온되어 제2 전원 전압(VSS)을 제3 노드(W)를 통해 제3 코일(WC)로 인가할 수 있다.
한편, 모터 드라이버(140)로부터 공급되는 제3-1 및 제3-2 코일 제어 신호(WP, WN)가 모두 게이트-오프 전압일 때 제3 풀업 트랜지스터(Twp) 및 제3 풀다운 트랜지스터(Twn)가 모두 턴-오프되어 제3 노드(W) 및 제3 코일(WC)은 플로팅 상태가 될 수 있다.
모터 드라이버(140)는 코일 제어 신호들(UP, UN, VP, VN, WP, WN)의 PWM 듀티(Duty)를 조절함으로써 BLDC 모터(110)의 속도를 제어할 수 있다. 구체적으로, 모터 드라이버(140)는 MCU(150)로부터 타겟 속도에 대응되는 타겟 PWM 듀티를 입력 받을 수 있다. 모터 드라이버(140)는 타겟 PWM 듀티를 기초로 BLDC 모터(110)의 속도를 제어할 수 있다.
모터 드라이버(140)는 타겟 PWM 듀티를 가지는 PWM 신호를 코일 제어 신호들(UP, UN, VP, VN, WP, WN)로 생성하여 인버터(120)로 출력할 수 있다. BLDC 모터(110)는 인버터(120)로부터 3상 코일(UC, VC, WC) 각각에 공급되는 구동 신호에 따라 구동되는데, 외부 부하, BLDC 모터의 효율 및 토크 성능 등에 따라 타겟 속도와 구동 속도가 차이가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 모터 드라이버(140)는 타겟 PWM 듀티를 기준으로 PWM 듀티를 증가시키거나 감소시킴으로써 BLDC 모터(110)의 구동 속도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
한편, 모터 드라이버(140)는 역기전력 전압과 구동 전류 간의 상대적 위치 관계를 이용하여 BLDC 모터(110)를 제어할 수 있다. 일 예로, 모터 드라이버(140)는 BLDC 모터(110)의 구동 효율을 향상시키기 위하여, 역기전력 전압과 구동 전류의 위상이 일치되도록 제어할 수 있다. 다른 예로, 모터 드라이버(140)는 BLDC 모터(110)의 구동 속도를 증가시키기 위하여, 구동 전류의 위상이 역기전력 전압의 위상 보다 앞서도록 제어할 수 있다.
BLDC 모터(110)의 제어를 위하여, 모터 드라이버(140)는 BLDC 모터(110)의 역기전력 전압과 구동 전류를 검출하기 위한 회로가 구비될 수 있다. 역기전력 전압과 구동 전류를 검출하기 위한 회로는 도 2 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 후술하도록 한다.
MCU(150)는 모터 드라이버(140)의 타겟 PWM 듀티를 조절하거나 전원부(130)의 구동 전압(VDD)을 조절함으로써 BLDC 모터(110)의 구동 속도를 제어할 수 있다. MCU(150)는 컨트롤러로 정의될 수 있다.
MCU(150)는 BLDC 모터(200)에 대한 타겟 속도를 결정하고, 결정된 타겟 속도에 대응되는 타겟 PWM 듀티를 모터 드라이버(140)에 제공할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 모터 드라이버의 구성을 보여주는 블로도이고, 도 3은 플로팅 구간을 포함하는 특정 코일의 상전압, 상전류 및 역기전력 전압의 일 예를 보여주는 그래프이다. 도 4는 플로팅 구간에서 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들을 획득하는 일 예를 보여주는 도면이며, 도 5는 검출된 역기전력 전압이 기준 전압 보다 작은 경우 오차값을 보상한 일 예를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 검출된 역기전력 전압이 기준 전압 보다 큰 경우 오차값을 보상한 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 모터 드라이버(140)는 역기전력 전압 검출을 위하여, 아날로그-디지털 컨버터(Analog-to-Digital Converter; 이하 ADC)(210) 및 역기전력 전압 결정부(230)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 모터 드라이버(140)는 플로팅 구간(floating period)을 결정하기 위하여 제로 전류 감지부(220)를 더 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 있어서, 모터 드라이버(140)는 검출된 역기전력 전압을 이용하여 BLDC 모터(110)를 제어하기 위하여, 속도 제어부(240) 및 PWM 생성부(250)를 더 포함할 수 있다.
ADC(210)는 플로팅 구간에 3상 코일(UC, VC, WC) 중 어느 하나의 특정 코일의 상전압(VU)을 센싱한 전압 센싱 신호를 디지털 전압 샘플링 데이터로 변환하여 출력할 수 있다.
구체적으로, ADC(210)는 3상 코일(UC, VC, WC) 중 어느 하나의 특정 코일이 플로팅되면, 인버터(120)로부터 제1 내지 제3 노드(U, V, W) 중 특정 노드를 통해 플로팅된 특정 코일의 상전압(VU)을 센싱한 전압 센싱 신호를 입력 받을 수 있다.
모터 드라이버(140)는 인버터(120)로 출력하는 코일 제어 신호들(UP, UN, VP, VN, WP, WN) 중 특정 코일의 제어 신호를 모두 게이트-오프 전압으로 출력시킴으로써, 3상 코일(UC, VC, WC) 중 어느 하나의 특정 코일을 플로팅시킬 수 있다. 예컨대, 모터 드라이버(140)는 제1-1 및 제1-2 코일 제어 신호(UP, UN)를 모두 게이트-오프 전압으로 출력시킴으로써, 제1 노드(U)와 제1 코일(UC)을 플로팅시킬 수 있다. ADC(210)는 제1 노드(U)를 통해 플로팅된 제1 코일(UC)의 상전압(VU)을 센싱한 전압 센싱 신호를 입력 받을 수 있다.
도 3을 참조하여 설명하면, 플로팅 구간(floating period)은 특정 코일의 상전류(Phase Current)가 0이 되는 상전류 제로 위상(I-P0)을 포함하는 위상 범위를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 모터 드라이버(140)는 미리 설정된 위상 범위를 플로팅 구간(floating period)으로 설정할 수 있다. 일 예로, 모터 드라이버(140)는 특정 코일의 상전압(Phase Voltage)의 위상 30°를 포함하는 위상 범위를 플로팅 구간(floating period)으로 설정할 수 있다. 일반적으로, 특정 코일의 상전압(Phase Voltage)의 위상이 30°일 때 상전류가 0이 되므로, 모터 드라이버(140)는 특정 코일의 상전압(Phase Voltage)의 위상 30°를 포함하는 위상 범위를 플로팅 구간(floating period)으로 설정하고, 플로팅 구간(floating period)에서 특정 코일을 플로팅시킬 수 있다.
다른 일 실시예에 있어서, 모터 드라이버(140)는 특정 코일의 상전류(Phase Current)가 0이 되는 상전류 제로 위상(I-P0)을 감지하고, 감지된 상전류 제로 위상(I-P0)을 포함하는 위상 범위를 플로팅 구간(floating period)으로 설정할 수 있다.
구체적으로, ADC(210)는 인버터(300)로부터 제1 내지 제3 노드(U, V, W) 중 어느 하나를 통해 3상 코일(UC, VC, WC) 중 어느 하나인 특정 코일의 전류(IU)를 센싱한 전류 센싱 신호를 입력 받을 수 있다. 예컨대, ADC(210)는 제1 노드(U)를 통해 제1 코일(UC)의 상전류(IU)를 센싱한 전류 센싱 신호를 입력 받을 수 있다.
ADC(210)는 상전류(IU)를 센싱한 전류 센싱 신호를 디지털 전류 샘플링 데이터(I-sample)로 변환하여 출력할 수 있다. ADC(210)는 상전류(IU)를 센싱한 전류 센싱 신호를 복수의 샘플링 포인트마다 샘플링하여 디지털 전류 샘플링 데이터(I-sample)로 변환할 수 있다. ADC(210)는 복수의 전류 샘플링 데이터들(I-sample)을 제로 전류 감지부(220)로 출력할 수 있다.
제로 전류 감지부(220)는 특정 코일의 상전류(IU)가 0이 되는 상전류 제로 위상(I-P0)을 감지한다. 제로 전류 감지부(220)는 ADC(210)로부터 입력되는 특정 코일의 디지털 전류 샘플링 데이터(I-sample)를 이용하여 상전류 제로 위상(I-P0)을 감지할 수 있다.
모터 드라이버(140)는 제로 전류 감지부(220)에 의해 감지된 상전류 제로 위상(I-P0)를 이용하여 플로팅 구간을 결정할 수 있다. 모터 드라이버(140)는 결정된 플로팅 구간에 특정 코일을 플로팅시킬 수 있다. 일 예로, 제로 전류 감지부(220)는 감지된 상전류 제로 위상(I-P0)을 PWM 생성부(250)에 제공하고, PWM 생성부(250)는 특정 코일을 상전류 제로 위상(I-P0)을 포함하는 플로팅 구간에 플로팅시키도록 PWM 신호를 생성할 수 있다.
한편, 특정 코일의 상전압(Phase Voltage)은 도 3에 도시된 바와 같이 제1 전원 전압(VDD)이 인가되는 하이 전압 구간(High Voltage Period)과 제2 전원 전압(VSS)이 인가되는 로우 전압 구간(Low Voltage Period)을 포함할 수 있다. 플로팅 구간(floating period)은 하이 전압 구간(High Voltage Period) 내에 포함될 수 있다. 즉, 모터 드라이버(140)는 특정 코일을 하이 전압 구간(High Voltage Period)의 적어도 일부 구간에서 플로팅시킬 수 있다.
그리고, 플로팅 구간(floating period)은 미리 설정된 크기의 위상 범위를 가질 수 있다. 일 예로, 플로팅 구간(floating period)은 크기가 30°이하일 수 있다.
ADC(210)는 플로팅 구간에 입력된 전압 센싱 신호를 디지털 전압 샘플링 데이터(V-sample)로 변환할 수 있다. 도 4를 참조하여 설명하면, ADC(210)는 아날로그 형태로 입력되는 전압 센싱 신호를 복수의 샘플링 포인트들(S1, S2, S3)마다 샘플링하여 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)로 변환할 수 있다. ADC(210)는 변환된 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)을 역기전력 전압 결정부(230)으로 출력할 수 있다.
ADC(210)는 특정 코일의 상전압의 매 주기마다 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)을 출력할 수 있다. 일 실시예에 있어서, ADC(210)는 특정 코일의 상전압의 매 주기마다 3개 이상의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)을 출력할 수 있다. 즉, 샘플링 포인트는 3개 이상일 수 있다.
모터 드라이버(140)는 샘플링 포인트(S1, S2, S3)의 개수가 많을수록 노이즈(noise)에 둔감하고 정확한 값을 획득할 수 있다. 그러나, 샘플링 횟수가 많아질수록 플로팅 구간(floating period)이 길어질 수 있다. 모터 드라이버(140)는 플로팅 구간(floating period)에 의하여 BLDC 모터(110) 구동의 불연속 동작 구간이 증가하고, 이로 인하여, 토크 리플(Torque ripple)이 증가할 수 있다.
모터 드라이버(140)는 검출 정확도 및 토크 리플 관계에서 최적의 성능을 나타낼 수 있도록, 적절한 샘플링 횟수를 설정할 수 있다. 일 예로, 모터 드라이버(140)는 샘플링 횟수를 3으로 설정할 수 있다. 이러한 경우, ADC(210)는 전압 센싱 신호를 3개의 샘플링 포인트들(S1, S2, S3)마다 샘플링하여 3개의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)로 변환하고, 변환된 3개의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)을 역기전력 전압 결정부(230)로 출력할 수 있다.
역기전력 전압 결정부(230)는 ADC(210)로부터 출력되는 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)을 기초로 특정 코일의 역기전력(Back-Electro Motive Force) 전압(BEMF)을 결정한다. 이러한 역기전력 전압 결정부(230)는 역기전력 전압 산출부(232)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 역기전력 전압 결정부(230)는 위상 확인부(234)를 더 포함할 수 있다.
역기전력 전압 산출부(232)는 ADC(210)로부터 입력된 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)을 기초로 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)을 산출한다. 일 실시예에 있어서, 역기전력 전압 산출부(232)는 ADC(210)로부터 입력된 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값을 역기전력 전압(BEMF)으로 결정할 수 있다.
역기전력 전압 산출부(232)는 매 주기마다 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)을 산출하고, 산출된 역기전력 전압(BEMF)를 출력할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 역기전력 전압 산출부(232)는 한 주기동안 입력된 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)의 평균값을 산출할 수 있다. 그리고, 역기전력 전압 산출부(232)는 산출된 평균값을 역기전력 전압(BEMF)으로 결정하여 출력할 수 있다.
위상 확인부(234)는 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)의 크기를 비교하여 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)의 위상을 확인한다. 구체적으로, 위상 확인부(234)는 서로 다른 2개의 샘플링 포인트들 각각에 대한 디지털 전압 샘플링 데이터를 비교할 수 있다. 위상 확인부(234)는 제1 샘플링 포인트에 대한 제1 디지털 전압 샘플링 데이터와 제1 샘플링 포인트 보다 늦은 제2 샘플링 포인트에 대한 제2 디지털 전압 샘플링 데이터를 비교할 수 있다. 이때, 제1 샘플링 포인트는 한 주기내에서 가장 빠른 샘플링 포인트이며, 제2 샘플링 포인트는 가장 느린 샘플링 포인트일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
위상 확인부(234)는 제1 디지털 전압 샘플링 데이터가 제2 디저털 전압 샘플링 데이터 보다 작으면, 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)의 위상과 특정 코일의 상전류(IU)의 위상이 동위상이라고 판단할 수 있다. 반면, 위상 확인부(234)는 제1 디지털 전압 샘플링 데이터가 제2 디저털 전압 샘플링 데이터 보다 크면, 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)의 위상과 특정 코일의 상전류(IU)의 위상이 역위상이라고 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 드라이버(140)는 ADC(210)를 이용하여 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)을 획득하고, 획득된 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)을 기초로 역기전력 전압(BEMF)를 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모터 드라이버(140)는 ADC(210)와 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)의 평균값을 산출하는 회로만 이용하여 역기전력 전압(BEMF)을 검출하며, 비교기(comparator)을 이용하고 있지 않을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 드라이버(140)는 기존의 모터 드라이버와 비교하여 역기전력 전압(BEMF) 검출 회로가 단순하며, 전력소모가 작다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 드라이버(140)는 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)의 평균값을 역기전력 전압(BEMF)으로 결정함으로써, 노이즈(noise)가 발생하더라도 크게 영향을 받지 않을 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 드라이버(140)는 별도의 노이즈 제거 회로를 구비하지 않고도, 노이즈에 둔감하고 정확한 역기전력 전압(BEMF)을 획득할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 드라이버(140)는 높은 속도에서 한계를 가지는 비교기와 달리 ADC(210)를 통해 디지털 전압 샘플링 데이터(V-sample)를 빠르게 획득할 수 있으므로, BLDC 모터(110)의 구동 속도가 빨라지더라도 역기전력 전압(BEMF)을 빠르고 정확하게 검출할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 드라이버(140)는 검출된 역기전력 전압(BEMF)를 이용하여 BLDC 모터(110)의 속도를 제어할 수 있다. 일 예로, 모터 드라이버(140)는 BLDC 모터(110)의 구동 효율을 향상시키기 위하여, 역기전력 전압(BEMF)과 전류의 위상이 일치되도록 제어할 수 있다. 모터 드라이버(140)는 역기전력 전압(BEMF)과 전류의 위상이 일치하지 않는 경우, BLDC 모터(110)의 속도를 조절하여 역기전력 전압(BEMF)과 전류의 위상이 일치되도록 제어할 수 있다.
BLDC 모터(110)의 속도 제어를 위하여, 역기전력 전압 결정부(230)는 결정된 역기전력 전압(BEMF)를 속도 제어부(240)에 제공할 수 있다.
속도 제어부(240)는 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)과 기준 전압(Vref) 간의 오차값(error)이 보상되도록 BLDC 모터(110)의 속도를 제어한다. 구체적으로, 속도 제어부(240)는 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)과 기준 전압(Vref)이 일치하도록 제어할 수 있다. 이때, 속도 제어부(240)에 입력되는 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)은 특정 코일의 상전류 제로 위상(I-P0)에 검출된 값에 상응하므로, 모터 드라이버(140)는 속도 제어부(240)를 통해 특정 코일의 상전류 제로 위상(I-P0)에서 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)과 기준 전압(Vref)이 일치하도록 제어할 수 있다.
이를 위하여, 속도 제어부(240)는 감산기(242), PI 제어부(244) 및 PWM 속도 결정부(246)을 포함할 수 있다.
감산기(242)는 기준 전압(Vref)과 역기전력 전압 결정부(230)에 의하여 결정된 역기전력 전압(BEMF)을 비교하여 오차값(error)을 획득한다. 구체적으로, 감산기(242)는 아래 수학식 1과 같이 기준 전압(Vref)에서 역기전력 전압 결정부(230)로부터 입력된 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)을 감산하여 오차값(error)을 산출할 수 있다.
[수학식 1]
error = Vref - BEMF
일 실시예에 있어서, 기준 전압(Vref)은 미리 설정될 수 있으며, 제1 전원 전압(VDD)의 절반에 상응할 수 있다.
PI 제어부(244)는 오차값(error)에 비례-적분(Proportional-Integral; PI) 제어 계수(Kpi)를 이용한 PI 제어를 적용하여 PI 제어값(PIC)을 획득한다. 일 실시예에 있어서, PI 제어부(244)는 아래 수학식 2를 이용하여 PI 제어값(PIC)을 획득할 수 있다.
[수학식 2]
PIC = Kpi * error
PWM 속도 결정부(246)는 PI 제어값(PIC)을 기초로 오차값(error)을 보상하기 위한 PWM 듀티 보상값(CPWMD)을 결정할 수 있다. PWM 속도 결정부(246)는 오차값(error)에 따라 BLDC 모터(110)의 구동 속도를 증가시키거나 감소시키는 PWM 듀티 보상값(CPWMD)이 결정될 수 있다.
구체적으로, 도 5를 참조하여 설명하면, 복수의 샘플링 포인트들(S1, S2, S3) 각각에 대한 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)을 기초로 검출된 특정 코일의 역기전력 전압(Phase BEMF)은 상전류 제로 위상(I-P0)에서 기준 전압(Vref)과 일치하지 않고, 기준 전압(Vref) 보다 작을 수 있다. 즉, 역기전력 전압(Phase BEMF)과 기준 전압(Vref) 간의 오차값(error)이 0 보다 큰 경우, PWM 속도 결정부(246)는 BLDC 모터(110)의 구동 속도를 감소시키는 PWM 듀티 보상값(CPWMD)이 결정될 수 있다.
PWM 속도 결정부(246)에 의해 결정된 PWM 듀티 보상값(CPWMD)이 반영되어 BLDC 모터(110)의 구동 속도가 감소하면, 역기전력 전압(Phase BEMF')은 도 5에 도시된 바와 같이 상전류 제로 위상(I-P0)에서 기준 전압(Vref)과 일치하는 방향으로 이동할 수 있다.
또한, 도 6을 참조하여 설명하면, 복수의 샘플링 포인트들(S1, S2, S3) 각각에 대한 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)을 기초로 검출된 특정 코일의 역기전력 전압(Phase BEMF)은 상전류 제로 위상(I-P0)에서 기준 전압(Vref)과 일치하지 않고, 기준 전압(Vref) 보다 클 수 있다. 즉, 역기전력 전압(Phase BEMF)과 기준 전압(Vref) 간의 오차값(error)이 0 보다 작은 경우, PWM 속도 결정부(246)는 BLDC 모터(110)의 구동 속도를 증가시키는 PWM 듀티 보상값(CPWMD)이 결정될 수 있다.
PWM 속도 결정부(246)에 의해 결정된 PWM 듀티 보상값(CPWMD)이 반영되어 BLDC 모터(110)의 구동 속도가 증가하면, 역기전력 전압(Phase BEMF')은 도 6에 도시된 바와 같이 상전류 제로 위상(I-P0)에서 기준 전압(Vref)과 일치하는 방향으로 이동할 수 있다.
PWM 속도 결정부(246)는 PWM 듀티 보상값(CPWMD)을 PWM 생성부(250)에 제공할 수 있다.
PWM 생성부(250)는 PWM 듀티 보상값(CPWMD)을 기초로 PWM 신호를 생성할 수 있다. PWM 생성부(250)는 MCU(150)로부터 입력된 타겟 PWM 듀티(TPWMD)에 PWM 듀티 보상값(CPWMD)을 합산하여 최종 PWM 듀티를 결정할 수 있다. PWM 생성부(240)는 최종 PWM 듀티를 가진 PWM 신호를 생성하여 인버터(120)로 출력할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 BLDC 모터 구동 시스템의 모터 구동 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 먼저, 모터 드라이버(140)는 BLDC 모터(110)의 3상 코일(UC, VC, WC) 중 어느 하나의 특정 코일의 상전류 제로 위상(I-P0)을 감지한다(S701).
구체적으로, 모터 드라이버(140)는 인버터(300)로부터 제1 내지 제3 노드(U, V, W) 중 어느 하나를 통해 3상 코일(UC, VC, WC) 중 어느 하나인 특정 코일의 전류(IU)를 센싱한 전류 센싱 신호를 입력 받을 수 있다. 예컨대, 모터 드라이버(140)는 제1 노드(U)를 통해 제1 코일(UC)의 상전류(IU)를 센싱한 전류 센싱 신호를 입력 받을 수 있다.
모터 드라이버(140)는 상전류(IU)를 센싱한 전류 센싱 신호를 복수의 샘플링 포인트마다 샘플링하여 디지털 전류 샘플링 데이터(I-sample)로 변환할 수 있다. 모터 드라이버(140)는 복수의 전류 샘플링 데이터들(I-sample)을 이용하여 상전류 제로 위상(I-P0)을 감지할 수 있다.
다음, 모터 드라이버(140)는 상전류 제로 위상(I-P0)을 포함하는 플로팅 구간에 특정 코일을 플로팅시킨다(S702).
모터 드라이버(140)는 인버터(120)로 출력하는 코일 제어 신호들(UP, UN, VP, VN, WP, WN) 중 특정 코일의 제어 신호를 모두 게이트-오프 전압으로 출력시킴으로써, 특정 코일을 플로팅시킬 수 있다. 예컨대, 모터 드라이버(140)는 제1-1 및 제1-2 코일 제어 신호(UP, UN)를 모두 게이트-오프 전압으로 출력시킴으로써, 제1 노드(U)와 제1 코일(UC)을 플로팅시킬 수 있다.
다음, 모터 드라이버(140)는 플로팅 구간에 특정 코일의 상전압을 센싱한 전압 센싱 신호가 입력되면, 전압 센싱 신호에 대한 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터를 획득한다(S703).
구체적으로, 모터 드라이버(140)는 3상 코일(UC, VC, WC) 중 어느 하나의 특정 코일이 플로팅되면, 인버터(120)로부터 제1 내지 제3 노드(U, V, W) 중 특정 노드를 통해 플로팅된 특정 코일의 상전압(VU)을 센싱한 전압 센싱 신호를 입력 받을 수 있다.
모터 드라이버(140)는 플로팅 구간에 아날로그 형태로 입력되는 전압 센싱 신호를 복수의 샘플링 포인트들마다 샘플링하여 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)로 변환할 수 있다. 모터 드라이버(140)는 특정 코일의 상전압의 매 주기마다 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)을 획득할 수 있다.
다음, 모터 드라이버(140)는 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)을 기초로 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)를 결정한다(S704).
일 실시예에 있어서, 모터 드라이버(140)는 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값을 역기전력 전압(BEMF)으로 결정할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 모터 드라이버(140)는 한 주기동안 입력된 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값을 역기전력 전압(BEMF)으로 결정하여 출력할 수 있다.
한편, 도 7에는 도시하고 있지 않으나, 모터 드라이버(140)는 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들(V-sample)의 크기를 비교하여 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)의 위상을 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 모터 드라이버(140)는 서로 다른 2개의 샘플링 포인트들 각각에 대한 디지털 전압 샘플링 데이터를 비교할 수 있다. 모터 드라이버(140)는 제1 샘플링 포인트에 대한 제1 디지털 전압 샘플링 데이터와 제1 샘플링 포인트 보다 늦은 제2 샘플링 포인트에 대한 제2 디지털 전압 샘플링 데이터를 비교할 수 있다. 이때, 제1 샘플링 포인트는 한 주기내에서 가장 빠른 샘플링 포인트이며, 제2 샘플링 포인트는 가장 느린 샘플링 포인트일 수 있으나, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
모터 드라이버(140)는 제1 디지털 전압 샘플링 데이터가 제2 디저털 전압 샘플링 데이터 보다 작으면, 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)의 위상과 특정 코일의 상전류(IU)의 위상이 동위상이라고 판단할 수 있다. 반면, 모터 드라이버(140)는 제1 디지털 전압 샘플링 데이터가 제2 디저털 전압 샘플링 데이터 보다 크면, 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)의 위상과 특정 코일의 상전류(IU)의 위상이 역위상이라고 판단할 수 있다.
다음, 모터 드라이버(140)는 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)과 기준 전압(Vref)을 비교하여 오차값(error)을 획득한다(S705).
구체적으로, 모터 드라이버(140)는 기준 전압(Vref)과 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF) 간의 차를 오차값(error)으로 획득한다. 일 실시예에 있어서, 모터 드라이버(140)는 기준 전압(Vref)에서 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)을 감산하여 오차값(error)을 산출할 수 있다.
다음, 모터 드라이버(140)는 오차값(error)을 기초로 BLDC 모터(110)의 구동 속도를 제어한다(S706).
모터 드라이버(140)는 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)이 기준 전압(Vref) 보다 작은 경우, 즉, 오차값(error)이 0 보다 큰 경우, BLDC 모터(110)의 구동 속도를 감소시킬 수 있다. 반면, 모터 드라이버(140)는 특정 코일의 역기전력 전압(BEMF)이 기준 전압(Vref) 보다 큰 경우, 즉, 오차값(error)이 0 보다 작은 경우, BLDC 모터(110)의 구동 속도를 증가시킬 수 있다.
구체적으로, 모터 드라이버(140)는 오차값(error)에 비례-적분(Proportional-Integral; PI) 제어 계수(Kpi)를 이용한 PI 제어를 적용하여 PI 제어값(PIC)을 획득할 수 있다. 모터 드라이버(140)는 PI 제어값(PIC)을 기초로 오차값(error)을 보상하기 위한 PWM 듀티 보상값(CPWMD)을 결정할 수 있다.
모터 드라이버(140)는 역기전력 전압(Phase BEMF)이 기준 전압(Vref) 보다 작아 오차값(error)이 0 보다 큰 경우, BLDC 모터(110)의 구동 속도를 감소시키는 PWM 듀티 보상값(CPWMD)이 결정될 수 있다. 반면, 모터 드라이버(140)는 역기전력 전압(Phase BEMF)이 기준 전압(Vref) 보다 커서 오차값(error)이 0 보다 작은 경우, BLDC 모터(110)의 구동 속도를 증가시키는 PWM 듀티 보상값(CPWMD)이 결정될 수 있다.
모터 드라이버(140)는 MCU(150)로부터 입력된 타겟 PWM 듀티(TPWMD)에 PWM 듀티 보상값(CPWMD)을 합산하여 최종 PWM 듀티를 결정할 수 있다. 그리고, 모터 드라이버(140)는 최종 PWM 듀티를 가진 PWM 신호를 생성하여 인버터(120)로 출력할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: BLDC 모터 구동 시스템 110: 센서리스 BLDC 모터
120: 인버터 130: 전원부
140: 모터 드라이버 150: MCU
210: ADC 220: 제로 전류 감지부
230: 역기전력 전압 결정부 240: 속도 제어부
250: PWM 생성부

Claims (19)

  1. 플로팅(floating) 구간에 특정 코일의 상전압을 센싱한 전압 센싱 신호가 입력되면, 상기 입력된 전압 센싱 신호를 복수의 샘플링 포인트들마다 샘플링(sampling)하여 디지털 전압 샘플링 데이터로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터(Analog-to-Digital Converter; 이하 ADC); 및
    복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들을 기초로 상기 특정 코일의 역기전력 전압을 결정하는 역기전력 전압 결정부를 포함하는 모터 드라이버.
  2. 제1항에 있어서, 상기 ADC는,
    상기 특정 코일의 상전압의 한 주기동안 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들을 출력하는 모터 드라이버.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 샘플링 포인트는 3개 이상인 모터 드라이버.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플로팅 구간은 상기 특정 코일의 전류가 0이 되는 상전류 제로 위상을 포함하는 모터 드라이버.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플로팅 구간은 크기가 30도 이하인 모터 드라이버.
  6. 제1항에 있어서, 상기 역기전력 전압 결정부는,
    상기 특정 코일의 상전압의 한 주기 동안 입력된 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터들의 평균값을 상기 특정 코일의 역기전력 전압으로 산출하는 역기전력 전압 산출부를 포함하는 모터 드라이버.
  7. 제1항에 있어서, 상기 역기전력 전압 결정부는,
    상기 복수의 디지털 전압 샘플링 데이터의 크기를 비교하여 상기 특정 코일의 역기전력 전압의 위상을 확인하는 위상 확인부를 포함하는 모터 드라이버.
  8. 제7항에 있어서, 상기 위상 확인부는,
    제1 샘플링 포인트에 대한 제1 디지털 전압 샘플링 데이터와 상기 제1 샘플링 포인트 보다 늦은 제2 샘플링 포인트에 대한 제2 디지털 전압 샘플링 데이터를 비교하고, 상기 제1 디지털 전압 샘플링 데이터가 상기 제2 디지털 전압 샘플링 데이터 보다 작으면, 상기 특정 코일의 역기전력 전압의 위상과 상기 특정 코일의 상전류의 위상이 동위상이라고 판단하는 모터 드라이버.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 특정 코일의 상전압은 하이(high) 전압 구간 및 로우 전압 구간을 포함하며, 상기 하이 전압 구간은 상기 플로팅 구간을 포함하는 모터 드라이버.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 역기전력 전압과 기준 전압 간의 오차값에 따라 모터의 구동 속도를 제어하는 속도 제어부를 더 포함하는 모터 드라이버.
  11. 제10항에 있어서, 상기 속도 제어부는,
    상기 역기전력 전압이 상기 기준 전압 보다 크면, 상기 모터의 구동 속도를 증가시키고, 상기 역기전력 전압이 상기 기준 전압 보다 작으면, 상기 모터의 구동 속도를 감소시키는 모터 드라이버.
  12. 3상 코일 중 어느 하나의 특정 코일을 플로팅시키는 단계;
    플로팅 구간에 상기 특정 코일의 상전압을 센싱한 전압 센싱 신호가 입력되면, 상기 입력된 전압 센싱 신호를 샘플링하여 적어도 둘 이상의 디지털 전압 샘플링 데이터들로 변환하는 단계; 및
    상기 적어도 둘 이상의 디지털 전압 샘플링 데이터들을 기초로 상기 특정 코일의 역기전력 전압을 결정하는 단계를 포함하는 모터 구동 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 특정 코일의 상전류가 0이 되는 상전류 제로 위상을 감지하는 단계를 더 포함하고,
    상기 플로팅 구간은 상기 상전류 제로 위상을 포함하는 위상 범위를 가지는 모터 구동 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 역기전력 전압을 결정하는 단계는,
    매 주기마다 상기 역기전력 전압을 결정하는 모터 구동 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 역기전력 전압을 결정하는 단계는,
    상기 적어도 둘 이상의 디지털 전압 샘플링 데이터들의 평균값을 산출하고, 상기 평균값을 상기 특정 코일의 역기전력 전압으로 결정하는 모터 구동 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 적어도 둘 이상의 디지털 전압 샘플링 데이터들의 크기를 비교하여 상기 특정 코일의 역기전력 전압의 위상과 상기 특정 코일의 상전류의 위상이 동위상인지를 확인하는 단계를 더 포함하는 모터 구동 방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 결정된 역기전력 전압과 기준 전압 간의 오차값을 획득하는 단계; 및
    상기 오차값이 보상되도록 모터의 구동 속도를 제어하는 단계를 더 포함하는 모터 구동 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 구동 속도를 제어하는 단계는,
    상기 역기전력 전압이 상기 기준 전압 보다 크면, 상기 모터의 구동 속도를 증가시키고, 상기 역기전력 전압이 상기 기준 전압 보다 작으면, 상기 모터의 구동 속도를 감소시키는 모터 구동 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 구동 속도를 제어하는 단계는,
    상기 오차값에 비례-적분(이하 PI) 제어 계수를 이용한 PI 제어를 적용하여 PI 제어값을 획득하는 단계;
    상기 PI 제어값을 기초로 상기 오차값을 보상하기 위한 PWM 듀티를 결정하는 단계; 및
    타겟 PWM 듀티 및 상기 결정된 PWM 듀티를 기초로 모터의 구동 속도를 제어하는 단계를 포함하는 모터 구동 방법.
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