KR940007150B1

KR940007150B1 - 센서없는 3상 bldc모터 구동회로

Info

Publication number: KR940007150B1
Application number: KR1019890002409A
Authority: KR
Inventors: 민병훈
Original assignee: 주식회사 금성사; 최근선
Priority date: 1989-02-28
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1994-08-06
Also published as: KR900013701A

Abstract

내용 없음.

Description

센서없는 3상 BLDC모터 구동회로

제1도는 본 발명의 센서없는 3상 BLDC모터 구동회로도.

제2도는 제1도에서 비교기에 입력되는 역기전압 파형도.

제3도는 제1도의 각부 파형도로써, (a)도는 역기전력에 의한 각 고정자 코일에 유기되는 역기전압 파형도,(b)도는 비고기의 출력신호 파형도, (c)도는 오아게이트의 입력신호 파형도,(d)도는 오아게이트의 출력신호 파형도,(e)도는 트랜지스티의 온타임 파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

Vs : 전원 1a∼1c : 고정자 코일

TRA∼TRC : 파워 트랜지스터 PD1∼PD3 : 피크 검출 회로

ST1∼ST3 : 트리거 발생 회로 RC : 링 카운터

1∼3 : 비교기 4, 5 : 디플립플롭

Va∼Vc : 역기전압 R1∼R6 : 저항

C1∼C6 : 콘덴서 D1∼D3 : 다이오드

AND1 : 앤드게이트 NAND : 낸드게이트

OR1 : 오아게이트

본 발명은 센서없는 3상 BLDC모터(Brushles dc motor) 구동회로에 관한 것으로 특히 소형화가 요구되는 워크맨(Walkman)의 캡스턴 모터(Capstan motor) 등의 구동회로에 적당하도록한 센서없는 3상 BLDC모터 구동회로에 관한 것이다.

종래의 센서없는 3상 BLDC모터 구동회로는 브러쉬없는 직류모터(BLDC motor)에서 모터가 반드시 필요로 하는 영구자석 회전자의 위치 검출을 위하여 홀(Hall)소자나 리즐버(Reso1ver) 등이 사용되었으나 홀소자를 사용할 경우 모터의 구조가 복잡해져서 제작 공정이 복잡해지고 홀소자 출력선(6개 이상 필요함)으로 인하여 크기가 커지고 전원을 필요로 하므로 에너지 손실을·가져오는 단점이 있었다.

이에 따라 본 발명은 상기한 단점을 해결하기 위해 위치 검출에 필요한 홀소자 등을 제거한 BLDC모터구동회로로써 차후에 집적회로(IC ; Integrated Circuit)화 하기위한 센서없는 3상 BLDC모터 구동회로이며, 그의 연결 구성을 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에서 전원(Vs)은 고정자 코일(la∼1c)과 파워(power) 트랜지스터(TRA∼TRC)의 컬렉터단을 거쳐 저항(R1∼R3)과 콘덴서(C1∼C3) 및 비교기(1∼3)로 구성된 피크치 검출회로(PDl∼PD3)에 입력되고,

상기 피크치 검출회로(PD1∼PD3)의 비교기(1∼3) 출력은 콘덴서(C4∼C6)와 저항(R4∼R6) 및 다이오드(D1∼D3) 구성된 트리거(Trigger) 발생회로(ST1∼ST3)의 콘덴서(C4∼C6)와 연결되고, 상기 트리거 발생회로(ST1∼ST3)의 출력은 오아게이트(OR1)의 입력이 되고 오아게이트(OR1)의 출력은 디플립플롭(4,5)과앤드게이트(AND1) 및 낸드게이트(NAND)로 구성된 링카운터(RC)의 디플립플롭(5) 클럭(CK)단자에 연결되고, 상기 링카운터(RC)의 디플립플롭(4,5) 출력(Q1, Q2)과 앤드게이트(AND1)의 출력은 에미터 접지된 파워 트랜지스터(TRA∼TRC)의 베이스에 연결되는 구성으로써 상기 회로 구성의 동작 상태 및 작용효과를 살펴보면 다음과 같다. 제1도에서 "A→B→C"의 회전자계로 회전자가 회전하고 있다면 각상(A,B,C)의 고정자 코일(la∼1c)에서 유기되는 역기전압(Va∼Vc)은 제3도(가)와 같은 파형으로 발생하여 피크치 검출회로(PD1∼PD3)의 비교기(1∼3) 입력이 된다.

이때 비교기(1∼3)의 입력은 제2도에서 보는 바와 같이"-"단에는 to의 순간에 최대치가 되는 역기전압(Va∼Vc)이 입력되고, "+"단에는 저항(R1∼R3)과 콘덴서(C1∼C3)에 의해 t1만큼 지연된 역기전압(Va'∼Vc')이 입력되므로 비교기(1∼3)의 출력은 상기 두 파형이 교차되는 t순간부터 "하이"가 출력되는 것이다.

즉 to에서 최대치를 갖는 역기전압(Va)과 t1만큼 지연된 역기전압(Va')이 교차하는 순간부터 t'의 순간까지 비교기의"+"단에 입력되는 지연된 역기전압(Va')이 "-"단에 입력되는 역기전압(Va)보다 큰 값을 가지게 되므로 비교기의 출력(b,c',d)이 제3도(나)에 도시된 바와 같이 "하이" 값으로 출력되는 것이다.

상기의 제3도(b)와 같은 비교기(1∼3)의 출력 중 "하이"가 발생하여 콘덴서(C4∼C6)와 저항(R4∼R6)및 다이오드(D1∼D3)로 구성된 트리거 발생회로(ST1∼ST3)에 입력되면 트리거 발생회로(STl∼ST3)에서 제3도(c)와 같이 s1교기(1∼3) 출력파형의 상승모서리에서 트리거 파형이 발생하여 오아게이트(OR1)에 입력되고 오아게이트(OR1)의 출력은 제3도(d)와 같은 파형이 출력되고, 두개의 플립플롭(4,5)과 앤드게이트(AND1) 및 낸드게이트(NAND)로 구성된 링카운터(RC)의 디플립플릅(5) 클럭단자(CK)에 인가된다.

이에 링카운더(RC)는 "하이"신호, 즉 "1"을 회전시키는 3비트 링카운터(RC)로써, 제3도에 보는 바와같이, 역기전압(Va)의 최대치가 검출될때 발생되는 트리거신호(a)가 인가되면 앤드게이트(AND1) 에서"하이"가 출력되어 트랜지스터(TRC)를 도통시키고, 역기전압(Va)의 최대치가 검출될때 발생되는 트리거신호(f)가 인가되여 앤드게이트(ANDl)의 출력은 "로우"가 되어 이미 도통되고 있는 트랜지스터(TRC)를"오프"시킴과 동시에 디플립플롭(5)의 출력(Q1)이"하이"가 되어 트랜지스터(TRA)를 도통시키며, 역기전압(Vc)의 최대치가 검출되면 발생하는 트리거신호(g)가 인가되면 디플립플롭(5)의 출력(Q1)이"로우"가되어 이이 도통되고 있는 트랜지스터(TRA)를 "오프"시킴과 동시에 디플립플롭(4)의 출력(Q2)이"하이"가 되어 트랜지스터(TRB)를 도통시키게 된다.

즉 역기전압(Va∼Vc)의 최대치를 검출하여 링카운터(RC)의 트리거로 사용하여 각상(A,B,C)의 고정자코일(la∼1c)에 흐르는 전류를 120°의 위상차를 갖고 도통하게 하는 것이다.

따라서 본 발명의 센서없는 3상 BLDC모터 구동회로는 상기의 설명에서의 BLDC모터에 필요한 각상(A,B.C)의 위치검출 센서를 없애고 위치검출을 위한 간단한 회로를 구성함으로 해서 모터 구조가 간단하여 제작 공정이 간단해지고, 홀소자가 필요로 하는 출력선(6개 이상)을 제거할 수 있어서 크기가 소형화되고 전원이 필요없으므로 에너지 손실도 감소되어 소형호가 요구되는 BLDC모터에 적당하며, 차후에 구동회로를 직접회로화 하기에 적당하게되는 효과를 같게 한다.

Claims

각상(A,B,C)의 고정자 코일(la∼1c)에 유기되는 역기전압(Va∼Vc)의 최대치를 검출하는 피크치 검출회로(PD1∼PD3)와, 상기 피크치 검출회로(PD1∼PD3)에서 발생하는 신호(b,c',d)를 인가받아 트리거신호를 발생하는 트리거 발생회로(ST1∼ST3)와, 상기 트리거 발생회로(ST1∼ST3)중 하나라도 트리거 신호가 발생하면 트리거 신호를 링카운터(RC)의 디플립플롭(5)의 클럭단(CK)에 인가하는 오아게이트(OR1)와, 상기 오아게이트(OR1)에서 출력되는 트리거 신호를 클럭으로 사용하여 파워 트랜지스터(TRA∼TRC)를 구동하는 링카운터(RC)와, 링카운터(RC)에서 발생하는 링신호에 의해 순차적으로 동작하여 각상(A,B,C)의 고정자 코일(1a∼1c)에 전류를 순차적으로 흐르게 하는 파워 트랜지스터(TRA∼TRC)로 구성된 것을 특징으로 하는 센서없는 3상 BLDC모터 구동회로.