KR940009965B1 - 브러시레스모터구동회로 - Google Patents

브러시레스모터구동회로 Download PDF

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KR940009965B1
KR940009965B1 KR1019860007776A KR860007776A KR940009965B1 KR 940009965 B1 KR940009965 B1 KR 940009965B1 KR 1019860007776 A KR1019860007776 A KR 1019860007776A KR 860007776 A KR860007776 A KR 860007776A KR 940009965 B1 KR940009965 B1 KR 940009965B1
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히데오 니이꾸라
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쏘니 가부시기가이샤
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Abstract

내용 없음.

Description

브러시레스모터구동회로
제 1 도는 본 발명의 일실시예에 있서서의 홀소자의 출력신호의 파형정형회로의 접속도.
제 2 도는 홀소자의 출력파형을 나타낸 파형도.
제 3 도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 통전파형생성회로의 접속도.
제 4 도는 본 발명의 일실시예에 있어서의 스위칭펄스발생회로의 접속도.
제 5 도는 스위칭펄스발생동작의 설명을 위한 파형도.
제 6 도는 통전파형의 생성동작의 설명을 위한 파형도.
제 7 도 및 제 8 도는 본 발명의 다른 실시예의 접속도.
제 9 도는 본 발명의 다른 실시예의 통전파형의 생성동작의 설명을 위한 파형도.
제 10 도는 본 발명의 또 다른 실시예의 통전파형의 생성동작의 설명을 위한 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
L[L1, L2, L3] : 고정자코일 (1)[1a, 1b, 1c] : 홀소자
(6)[6a, 6b, 6c],(7)[7a, 7b, 7c] : 다이오드클램프회로
(12)[12a, 12b, 12c],(13)[13a, 13b, 13c] : 비가산합성회로
(20)[20a, 20b, 20c],(21)[21a, 21b, 21c], (24a, 24b, 24c), (25a, 25b, 25c) : 아날로그스위치
(30a, 30b, 30c) : 출력단자
본 발명은 브러시레스모터, 특히 그 구동회로에 관한 것이다.
본 발명은 예를 들면 3상 양방향 120도 통전방식의 브러시레스모터에 있어서, 위치검출용의 홀소자의 출력신호를 사용하여, 이 출력신호의 에지(edge)부의 경사파형과 같은 에지부를 갖는 통전신호를 고정자코일에 공급함으로써, 스위칭드라이브방식과동등한 효율로, 스위칭에 수반하는 음향소음의 발생을 방지할 수 있도록 한 브러시레스모터구동회로이다.
종래의 브러시레스모터의 구동방식의 하나로서, 스위칭트랜지스터에 의해 통전의 전환(상전환)을 행하는 스위칭방식이 알려져 있다. 이 스위칭방식은 상(相)전환시의 급격한 전류변화, 특히 전류의 상승에 의해 고정자 및 회전자의 진동이 높은 주파수에 발생하여, 이것에 의해 커다란 음향소음이 발생한다.
이 음향소음의 발생을 방지하기 위해, 종래에는 서로의 한쪽 끝이 공통접속된 고정자코일에 전해콘덴서와 같은 비교적 용량이 큰 콘덴서를 병렬로 접속함으로써, 전류파형을 완만해도록 하고 있었다.
종래와 같이, 콘덴서를 사용하는 방법은 모터의 회전수가 낮을 때에 효과적이 아니고, 또 모터의 회전수가 높을 때에는 통전전류의 위상지연이 생기고 무효전류가 흘러서, 모터의 효율이 저하하는 결점이 있었다.
브러시레스모터의 다른 구동방식으로서, 정현파(正弦波)형의 통전전류를 사용하는 리니어드라이브방식이 알려져 있다. 이 리니어드라이브방식은 음향소음이 발생하지 않지만, 모터효율이 스위칭방식에 비해 현저하게 저하한다.
따라서, 본 발명의 목적은 스위칭드라이브방식과 동등한 모터효율이며, 상전환에 수반하는 음향소음이 저감된 브러시레스모터구동회로를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 모터의 기계적인 구조를 변경할 필요가 없고, 구동회로만의 치환으로 실현할 수 있는 브러시레스모터구동회로를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 브러시레스모터구동회로는 브러시레스모터의 회전하는 회전자마그네트의 자속변화를 검출하는 복수의 홀소자와, 상기 홀소자에 접속되어 상기 모터의 고정자코일에 공급되고, 비교적 평탄부를 가진 한쌍의 경사에지부를 각각 가진 구동신호를 발생하는 구동신호발생회로로 이루어지는 브러시레스모터구동회로에 있어서, 각각의 상기 예지부는 2°∼30°의 전기각을 가지고, 레벨의 시프트 또는 상기 홀소자의 대형파(臺形波)형 출력신호의 에지부를 증폭하여 형성되고, 상기 평탄부는 클램프회로에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.
홀소자의 출력신호의 파형은 회전자마그네트로부터의 지속변화에 따른 파형으로 된다. 회전자마그네트와 홀소자와의 사이의 거리, 회전자마그네트의 무착자(無着磁) 부분의 영역의 위치 또는 크기 등에 따라서, 홀소자의 출력신호의 파형은 대략 대형파형으로 된다. 이 홀소자의 출력신호의 에지부를 레벨시프트 또는 증폭한 파형을 취함으로써 통전신호의 에지부가 형성된다. 따라서, 통전신호의 에지부는 스위칭방식과 급격하게 되지 않으며, 음향소음의 발생을 방지할수 있다. 또, 홀소자의 출력파형을 이용하므로, 회전수가 변화해도, 구동신호의 위상의 변화가 생기지 않으며, 또한 대형파형의 구동신호이므로, 모터의 효율의 저하가 생기지 않는다.
다음에, 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.
[a. 홀소자의 출력신호의 파형정형]
제 1 도는 홀소자의 출력신호의 파형정형회로를 나타내고, (1)[1a,1b,1c]의 각각은 회전자마그네트로부터의 자속에 비례한 출력전압을 발생하는 홀소자를 나타낸다. 홀소자(1a,1b,1c)에는, 전원단자(2)로부터의 전원저압 Vs 및 저항(3)에 의해 형성된 구동전압이 공통으로 공급된다. 이 예에서는, 전압 Vs이 고정자코일에 공급되는 전압과 같게 되어 있다.
홀소자(1)[1a,1b,1c]의 각각의 출력신호가 연산증폭기(4a,5a,4b,5b,4c,5c)에 의해 증폭된다. 연산증폭기(4a,4b,4c)에 의해 차동(差動)신호가 싱글엔드의 신호로 변환되고, 연산증폭기(5a,5b,5c)에 의해 신호가 반전된다. 연산증폭기(4a)로부터 검출신호 A가 얻어지고, 연산증폭기(5a)로부터 검출신호
Figure kpo00001
가 얻어진다. 검출신호 A 및
Figure kpo00002
의 역상(逆相)의 신호이다. 연산증폭기(4b) 및 (4c)로부터 검출신호 B 및 C가 각각 얻어지고, 연산증폭기(5b) 및 (5c)로부터 검출신호 B 및 C와 역상의 검출신호
Figure kpo00003
및
Figure kpo00004
가 각각 얻어진다.
제 2a 도는 검출신호 A,B,C의 각각을 나타낸다. 실선의 파형이 검출신호 A이고, 1점쇄선의 파형이 검출신호 B이고, 파선의 파형이 검출신호 C이다. 이들의 검출신호는 Vs/2를 중심레벨로 하는 대형파(臺形波)형의 것으로서, 전기각으로 120°씩 위상이 다른 신호이다. 또, 이들의 검출신호의 에지부의 경사파형은 회전자마그네트의 무착자(無着磁)영역의 크기나, 회전자마그네트와 홀소자와의 갭 등에 대응한 파형으로 된다.
검출신호 A가 다이오드클램프회로(6a)에 공급되는 동시에, 검출신호
Figure kpo00005
가 다이오드클램프회로(7a)에 공급된다. 마찬가지로 검출신호 B,
Figure kpo00006
, C,
Figure kpo00007
의 각각이 다이오드클램회로(6b,7b,6c,7c)에 공급된다. 이들 다이오드클램프회로(6)[6a,6b,6c]는 검출신호의 최대 레벨을 단자(8)로부터의 클램프전압으로 규정하고, 다이오드클램프회로(7)[7a,7b,7c]는 검출신호의 최소 레벨을 단자(9)로부터의 클램프전압으로 규정한다. 단자(8)에는 (3/4,Vs-Vf)(단, Vf는 다이오드의 순방향 전압강하)의 클램프전압이 공급되고, 단자(9)에는 (1/4,Vs-Vf)의 클램프전압이 공급된다. 이 클램프회로(6a,7a,…7c)의 각각의 출력신호가 버퍼앰프로서의 연산증폭기(10,11)[10a,11a,10b,11b,10c,11c]에 공급된다.
따라서, 연상증폭기(10a)의 출력에는 제 2b 도에 있어서 실선으로 나타낸 바와같이, Vs/2를 중심레벨로 하고, 최대치가 (3/4,Vs)이고, 최소치가 (1/4,Vs)의 대형파형의 검출신호 a가 발생한다. 연산증폭기(10b) 및 (10c)의 각각의 출력에는, 같은 중심레벨, 최대치 및 최소치를 갖는 대형파형의 검출신호 b 및 c가 발생한다. 검출신호 a,b,c와 역상의 검출신호
Figure kpo00008
가 연산증폭기(11)[11a,11b,11c]의 각각으로부터 출력된다.
이들의 검출신호 a,b,c 및
Figure kpo00009
로부터 고정자코일의 통전파형이 생성된다. 또, 검출신호
Figure kpo00010
로부터 스위칭펄스가 형성된다.
[b. 통전파형생성회로]
제 3 도는 이 일실시예에 있어서의 통전파형생성회로를 나타낸다. 제 3 도에 있어서, L[L1,L2,L3]은 고정자코일을 각각 나타낸다. 이 일시시예에는 3상 양방향 통전의 구성이고, 고정자코일 L1,L2,L3의 각각의 일단이 서로 접속되고, 각각의 타단이 출력단자(30a,30b,30c)와 접속되어 있다. 3개의 고정자코일 L1,L2,L3의 각각의 통전파형을 생성하기 위한 회로구성이 3조 설치되어 있다. 최초에 고정자코일 L1의 통전파형을 생성하기 위한 회로구성에 대하여 설명한다.
전술한 홀소자(1a)의 검출신호 a 및 홀소자(1b)의 검출신호 b의 반전된 신호
Figure kpo00011
의 각각이 다이오드 및 저항으로 이루어지는 비간산합성회로(non-addermixing circuit)(12a)에 공급된다. 비가산합성회로(12a)에 공급된다. 비가산합성회로(12a)로부터 신호 a 및 신호
Figure kpo00012
에 대해 보다 큰 레벨쪽의 신호가 출력된다. 이 비가산합성회로(12a)의 출력신호가 버퍼용 및 다이오드 순방향전압(Vf) 캔슬용의 연산증폭기(14a)에 공급된다.
검출신호 a가 반전된 신호
Figure kpo00013
및 검출신호 b의 각각이 다이오드 및 저항으로 이루어지는 비가산합성회로(13a)에 공급된다. 비가산합성회로(13a)로부터 신호
Figure kpo00014
및 신호 b에 대해 보다 작은 레벨쪽의 신호가 출력된다. 이 비가산합성회로(13a)의 출력신호가 버퍼용 및 다이오드순방향전압 캔슬용의 연산증폭기(15a)에 공급된다.
연산증폭기(14a)의 출력신호가 연산증폭기(16a)에 공급되는 동시에, 연산증폭기(15a)의 출력신호가 연산증폭기(17a)에 공급된다. 연산증폭기(16a) 및 (17a)는 레벨시프트용의 반전앰프이다. 연산증폭기(16a)의 입력신호에 단자(18)로부터 Vs/4의 직류전압이 가산되고, 연산증폭기(17a)의 입력신호에 단자(19)로부터(3/4)Vs의 직류전압이 가산된다. 연산증폭기(16a)의 출력신호가 아날로그스위치(20a)에 공급되고, 연산증폭기(17a)의 출력신호가 아날로그스위치(21a)에 공급된다. 상기 다이오드클램프회로(6,7), 비가산합성회로(12,13) 및 아날로그스위치(20,21)는 구동신호발생회로를 구성한다.
아날로그스위치(20a)의 출력신호가 버퍼앰프로서의 연산증폭기(22a)를 통해 아날로그스위치(24a)에 공급된다. 이 아날로그스위치(24a)의 출력신호가 출력단(出力段)을 구성하는 npn형 트랜지스터(26a)의 베이스에 공급된다. 마찬가지로 아날로그스위치(21a)의 출력신호가 연산증폭기(23a) 및 아날로그스위치(25a)를 통해 출력단의 pnp형 트랜지스터(28a)의 베이스에 공급된다. 아날로그스위치(20a) 및 (24a)의 양자는 단자(31)로부터의 스위칭펄스가 하이레벨일 때에 온하고, 아날로그스위치(21a) 및 (25a)의 양자는 단자(32)로부터의 스위칭펄스가 하이레벨일 때에 온한다.
트랜지스터(26a)의 에미터가 npn형 트랜지스터(27a)의 베이스에 접속되고, 트랜지스터(28a)의 에미터가pnp형 트랜지스터(29a)의 베이스에 접속된다. 트랜지스터(27a)의 콜렉터가 전원전압 Vs의 전원단자에 접속되고, 트랜지스터(29a)의 콜렉터가 접지된다. 트랜지스터(27a)의 에미터 및 트랜지스터(29a)의 에미터가 서로 접속되어, 출력단자(30a)로서 도출된다. 이 출력단자(30a)와 연산증폭기(22a) 및 (23a)의 압력단자가 접속된 부귀환로(負歸還路)가 설치되어 있다. 따라서 출력단자(30a)와 트랜지스터의 베이스,에미터간 전압강하를 포함하지 않으며, 연산증폭기(22a) 및(23a)의 입력전압과 같은 출력전압이 발생한다. 상기 트랜지스터(26∼29)는 출력증폭기를 구성한다.
전술한 출력단자(30a)에 발생하는 출력전압을 생성하기 위한 회로구성과 동일한 회로구성이 출력단자(30b) 및 (30c)의 각각과 관련되어 배설되어 있다.
출력단자(30b)에 취해지는 출력전압은 신호 b, 신호
Figure kpo00015
,
Figure kpo00016
, 신호 c로부터 형성된다. 또, 출력단자(30c)에 취해지는 출력전압은 신호c,
Figure kpo00017
,
Figure kpo00018
, 신호 a로부터 형성된다. 이들의 출력전압을 형성하기 위한 각 회로부분에 대해 b,c의 각각의 부호가 부가된 참조번호를 붙이고, 그 설명에 대해서는 생략한다. 단, (33)은 아날로그스위치(20b) 및 (24b)를 제어하는 스위칭펄스의 입력단자를 나타내고, (34)는 아날로그스위치(21b) 및 (25b)를 제어하는 스위칭펄스의 입력단자를 나타내고, (35)는 아날로그스위치(20c) 및 (24c)를 제어하는 스위칭펄스의 입력단자를 나타내고, (36)은 아날로그스위치(21c) 및 (25c)를 제어하는 스위칭펄스의 입력단자를 나타낸다.
[c. 스위칭펄스의 발생]
전술한 단자(31∼36)의 각각에 공급되는 스위칭펄스는 제 4 도에 나타낸 스위칭펄스발생회로에 의해 형성된다. 제 4 도에 있어서,(41,42,43,44,45,46,51,52,53,54,55,56)이 레벨콤퍼레이터를 각각 나타낸다.
레벨콤퍼레이터(41∼46)의 한쪽의 입력단자에 기준전압(3/4)Vs이 공급된다. 이 레벨콤퍼레이터(41∼46)는 다른 쪽의 입력단자에 공급되는 입력전압의 레벨이 (3/4)Vs보다 낮을 때에 하이레벨의 출력을 발생하고, 역의 경우에 로레벨의 출력을 발생한다. 레벨콤퍼레이터(51∼56)의 다른 쪽의 입력단자에 기준전압(1/4)Vs 이 공급된다. 이들 레벨콤퍼레이터(51∼56)는 한쪽의 입력단자에 공급되는 입력전압의 레벨이 (1/4)Vs보다 높을 때에 하이레벨의 출력을 발생하고, 역의 경우에 로레벨의 출력을 발생한다.
레벨콤퍼레이터(41,42,43)의 각각의 다른 쪽의 입력단자와 레벨콤퍼레이터 (51,52,53)의 각각의 한쪽의 입력단자에, 홀소자(1a,1b,1c)로부터의 검출신호 A,B,C가 공급된다. 또, 레벨콤퍼레이터(44,45,46)의 각각의 다른 쪽의 입력단자와 레벨콤퍼레이터(54,55,56)의 각각의 한쪽의 입력단자에 반전된 검출신호
Figure kpo00019
가 공급된다.
AND게이트(61)에 레벨콤퍼레이터(51)의 출력 및 레벨콤퍼레이터(55)의 출력이 공급된다. 다른 AND게이트(62,63,64,65,66)의 각각에는, 다음과 같이 레벨콤퍼레이터의 출력이 공급된다.
AND게이트(62) : 레벨콤퍼레이터(41) 및 (45)의 출력
AND게이트(63) : 레벨콤퍼레이터(52) 및 (56)의 출력
AND게이트(64) : 레벨콤퍼레이터(42) 및 (46)의 출력
AND게이트(65) : 레벨콤퍼레이터(53) 및 (54)의 출력
AND게이트(66) : 레벨콤퍼레이터(43) 및 (44)의 출력
AND게이트(61,62,63,64,65,66)의 각각으로부터 스위칭펄스가 발생하는 단자(31,32,33,34,35,36)가 도출된다.
전술한 스위칭펄스발생회로에 대해, 단자(31) 및 (32)에 취해지는 스위칭펄스에 생성에 대하여 제 5 도가 도출된다.
제 5 도에 나타낸 바와 같이, 신호 A(실선으로 나타냄) 및 신호 B(1점쇄선으로 나타냄)의 각각과 기준전압 (1/4)Vs 및 (3/4)Vs과의 레벨관계에 따라서, 레벨콤퍼레이터(41)의 출력은 A〈(3/4)Vs)에서 하이레벨로 되고, 레벨콤퍼레이터(51)의 출력은 (
Figure kpo00020
〈(3/4)Vs)에서 하이레벨로 되고, 레벨콤퍼레이터(51)의 출력은 (A〉(1/4)Vs)에서 하이레벨로 되고, 레벨콤퍼레이터(55)의 출력은 (
Figure kpo00021
〉(1/4)Vs)에서 하이레벨로 된다. 따라서, AND게이트(61)에 의해 형성되고, 단자(31)에 발생하는 스위칭펄스 및 AND게이트(62)에 의해 형성되고, 단자(32)에 발생하는 스위칭펄스는 각각 제 5 도에 나타낸 것으로 된다. 이들의 스위칭펄스가 하이레벨의 기간에서 아날로그스위치(20a,24a)와 아날로그스위치(21a,25a)가 온한다.
[d. 통전파형의 생성동작]
제 6 도를 참조하여, 출력단자(30a)에 발생하는 출력전압 즉 통전파형의 생성에 대하여 설명한다. 신호 a 및 신호
Figure kpo00022
가 비가산합성회로(12a)에 공급되어, 양자의 신호로 보다 큰 레벨을 갖는 제 6a 도에 나타낸 신호가 연산증폭기(14a)의출력에 발생한다. 또, 신호
Figure kpo00023
및 신호 b가 비가산합성회로(13a)에 공급되고, 양자의 신호로 보다 작은 레벨을 갖는 제 6b 도에 나타낸 신호가 연산증폭기(15a)의 출력에 발생한다. 연산증폭기(14a)의 출력신호(제 6a 도)는 (1/2)Vs를 중심레벨로 하고, 최대치를 (3/4)Vs, 최소치를 (1/4)Vs로 하는 신호이다. 연산증폭기(15a)의 출력신호(제 6b 도)는 같은 레벨의 신호이다.
연산증폭기(16a)의 출력에는 제 6a 도에 나타낸 신호가 (1/4)Vs의 레벨, 상승방향으로 시프트되는 동시에, 반전됨으로써, 제 6c 도에 나타낸 바와 같이, [(1/2) Vs∼Vs]레벨의 신호가 발생한다. 연산증폭기(17a)의 출력에는 제 6b 도에 나타낸 신호가(1/4)Vs의 레벨, 감소방향으로 시프트되는 동시에 반전됨으로써, 제 6d 도에 나타낸 바와같이, [0∼(1/2)Vs]의 레벨의 신호가 발생한다.
단자(31)로부터의 제 6e 도에 나타낸 스위칭펄스에 의해, 제 6c 도에 나타낸 신호의 대략 하이레벨의 구간이 아날로그스위치(20a,24a)의 출력에 출력된다. 단자(32)로부터의 제 6f 도에 나타낸 스위칭펄스에 의해 제 6d 도에 나타낸 신호의 대략 로레벨의 구간이 아날로그스위치(21a,25a)의 출력에 출력된다. 따라서, 출력단자(30a)에는 아날로그스위치에 의해 게이트된 2개의 신호파형을 합성한 제 6g 도에 나타낸 출력전압이 발생한다.
전술한 출력전압과 마찬가지로 하여 형성된 출력단자(30b,30c)의 각각에 취해진다. 제 6h 도에 있어서, 실선의 파형이 출력단자(30a)에 발생하는 출력전압을 나타내고, 파선의 파형이 출력단자(30b)에 발생하는 출력전압을 나타내고, 1점쇄선의 파형이 출력단자(30c)에 발생하는 출력전압을 나타낸다. 이 제 6h 도에 나타낸 바와 같이, 고정자코일 L1,L2,L3에 각각 120°보다 약간 큰 통전구간씩 순차 통전이 행해진다.
제 3 도에 나타낸 바와 같이, 고정자코일 L1 및 L2을 흐르는 전류를 11로 나타내고, 고정자코일 L1 및 L3을 흐르는 전류를 I2로 나타내면, 출력단자(30a)가 Vs이고, 출력단자(30b)가 (1/2)Vs이고, 출력단자(30c)가 0의 전압구간에서는 (I1〉I2)로 된다. 이 다음에, I1이 서서히 감소하고, I2가 서서히 증대하여, 출력단자(30b)의 전압과 출력단자(30c)의 전압이 같게(1/2)Vs로 될 때에(I1=I2)로 된다. 그리고, I1이 더 감소하는 동시에, I2가 더 증대하여, (I1〉I2)로 된다. 즉, 상전환이 서서히 이루어지고, 상전환시의 급격한 전류변화에 의해 음향소음이 발생하는 것이 방지된다. 또, 120°마다 상전환시점에서 통전구간이 오버랩함으로써, 상전환에 수반하는 토크의 감쇠를 캔슬할 수 있다.
제 6h 도에서는 통전파형은 3/4Vs및 1/4Vs의 점에서, 크로스오버하고 있지만, 토크를 보다 작게 하기 위해 3/4Vs보다 높은 점 및 1/4Vs보다 낮은 점에서 크로스오버하도록 설계할 경우도 있다. 또한, 통전파형이 (1/2)Vs의 일정한 레벨로 되는 구간에서는, 고정자코일 L1,L2,L3에 중에서 1개의 고정자코일이 전혀 전류가 흐르지 않으며, 모터의 효율의 향상 및 토크불균일이 발생이 방지되고 있다.
전술한 일실시예어서는, 고정자코일 L1,L2,L3에 인가되는 전압 Vs에 대해, (1/2)Vs의 진폭의 검출신호 a,b,c를 형성하고 있다. 그러나, 검출신호 a,b,c의 진폭을 V1로 나타내면, (V1=Vs/2n)(n : 정수) 진폭의 검출신호를 사용하고, 이 검출신호를 증폭하여 통전용의 진소를 형성해도 된다.
그리고, 실제의 회로에서는 제 6h 도의 빗금으로 나타낸 영역이 전기각으로 2°∼30°의 범위에서 가변할 수 있도록 통전파형의 경사부의 경사를 변경할 수 있도록 구성되어 있다.
[e. 다른 실시예]
제 7 도 및 제 8 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 다른 실시예는 3개의 홀소자의 검출신호 A,B 및 C(제 2a 도 참조)의 2개의 검출신호끼리를 감산하므로써 형성된 제 9a 도에 나타낸 신호
Figure kpo00024
,β,
Figure kpo00025
를 사용하여 통전파형을 생성하는 것이다. 즉, 신호
Figure kpo00026
는 (A-B)에 의해 형성되고, 신호 β는(B-C)에 의해 형성되고,
Figure kpo00027
는(C-A)에 의해 형성된다. 1상의 통전파형의 생성에 대하여 설명한다.
제 7 도는 신호
Figure kpo00028
를 생성하는 가산회로의 일예를 나타낸다. 이 가산회로는 연산증폭기(70)에 의해 구성된 것이며, 입력신호로서, 검출신호 A와 검출신호 B가 반전된 신호
Figure kpo00029
가 공급된다. 따라서, 이 가산회로에 의해 신호
Figure kpo00030
(A+
Figure kpo00031
=A-B)가 형성된다. 이 신호
Figure kpo00032
는 다른 신호β 및
Figure kpo00033
와 마찬가지로 (1/2)Vs의 중심레벨을 갖는다.
제 8 도에 있어서, (71)로 나타낸 입력단자에 신호
Figure kpo00034
가 공급된다. 이 신호
Figure kpo00035
가 연산증폭기(72) 및 연산증폭기(73)에 공급된다. 연산증폭기(72)는 (+V2/2) 레벨시프트되는 동시에, 반전된 신호
Figure kpo00036
2를 발생한다. 연산증폭기(73)는 (-V2/2) 레벨시프트 되는 동시에, 반전된 신호
Figure kpo00037
1를 발생한다. 제 9b 도에는, V2의 레벨만큼 상이하게 된 신호
Figure kpo00038
1 신호
Figure kpo00039
2의 파형이 나타나 있다.
신호
Figure kpo00040
2가 아날로그스위치(74) 및 레벨콤퍼레이터(76)에 공급된다. 신호
Figure kpo00041
1가 아날로그스위치(75) 및 레벨콤퍼레이터(77)에 공급된다. 레벨콤퍼레이터(76)는 신호
Figure kpo00042
2의 레벨의 기준레벨(1/2) Vs보다 큰 기간에서 하이레벨로 되는 제 9c 도에 나타낸 스위칭펄스를 발생한다. 레벨콤퍼레이터(77)는 신호
Figure kpo00043
1의 레벨이 기준레벨(1/2)Vs보다 작은 기간에서 하이레벨로 되는 제 9d 도에 나타낸 스위칭펄스를 발생한다. 레벨콤퍼레이터(76)로부터 스위칭펄스가 하이레벨의 기간에서 아날로그스위치(74)가 온하고, 출력단자(78)에는 신호
Figure kpo00044
2의 파형중에서, (1/2)Vs보다 레벨이 큰 구간의 파형이 취해진다. 레벨콤퍼레이터(77)로부터의 스위칭펄스가 하이레벨의 기간에서 아날로그스위치(75)가 온하고, 출력단자(79)에는 신호
Figure kpo00045
1의 파형중에서, (1/2)Vs보다 레벨이 작은 구간의 파형이 취해진다
이 출력단자(78) 및 (79)의 각각에는, 진술한 일실시예와 같은 출력회로를 통해 고정자코일이 접속되어 있다. 출력회로에 의해, 출력단자(78) 및 (79)의 각각에 발생하는 출력전압이 합성된 전압은 제 9e 도에 나타낸 것으로도 된다. 이 제 9e 도에 나타낸 통전파형은 전술한 일실시예에 있어서의 통전파형(제 6g 도)과 같은 파형으로 된다. 따라서, 상전환시의 급격한 전류변화가 방지되고, 또 통전구간이 오버랩되고, 또한 1개의 고정자코일에 전혀 전류가 흐르지 않는 구간이 형성된다. 이밖의 실시예에서는 통전파형의 경사각 및 통전각은 신호
Figure kpo00046
1 및
Figure kpo00047
2간의 오프세트의 양, 레벨콤퍼레이터의 기준레벨 등에 의해 설정된다.
[f. 변형예]
본 발명은 3상 양방향 통전방식에 한하지 않고 3상 편방향 120°통전방식, 2상 90°통전방식, 4상 90°통전방식의 각 통전방식의 브러시레스모터에 적용할 수 있다.
제 10 도는 2상 양방향 90°통전방식의 브러시레스모터에 대해 본 발명을 적용한 경우의 통전파형의 생성을 나타낸 파형도이다. 제 10a 도는 2개의 홀소자의 검출신호 A 및 B를 나타낸다. 이 검출신호 A 및 B는 전술한 일실시예와 같이 예를 들면 진폭이 Vs로 된다. 그리고, 검출신호 A 및 B의 양자의 최대치가 검출되고, 제 10b 도에 나타낸 신호가 형성되는 동시에, 양자의 최소치가 검출되어, 제 10c 도에 나타낸 신호가 형성된다.
홀소자의 검출신호 A 및 B로부터, 제 10d 도 및 제 10e 도에 각각 나타낸 스위칭펄스가 발생된다. 제 10b 도에 나타낸 신호가 반전되는 동시에, 레벨시프트된 신호로부터 제 10d 도에 나타낸 스위칭펄스가 하이레벨의 기간의 파형의 취해진다. 마찬가지로 제 10c 도에 나타낸 신호가 반전되는 동시에, 레벨시프트된 신호로부터 제 10e 도에 나타낸 스위칭펄스가 하이레벨의 기간의 파형이 취해진다. 스위칭된 2개의 파형을 합성함으로써, 제 10f 도에 나타낸 스위칭펄스가 하이레벨의 기간의 파형이 취해진다. 스위칭된 2개의 파형을 합성함으로써, 제 10f 도에 나타낸 통전파형이 얻어진다. 제 10g 도에 있어서, 실선 및 파선의 각각으로 나타낸 통전파형이 고정자코일에 공급된다.
제 10f 도 및 제 10g 도에 나타낸 통전파형은 상전환시의 전류변화가 완만한 것이며, 진술한 일실시예 및 다른 실시예와 같은 특징을 갖는 것이다.
본 발명에 의하면, 상전환시의 전류변화가 완만하게 되고, 스위칭방식에 있어서의 음향소음의 발생을 방지할 수 있다. 본 발명은 홀소자의 검출신호가 갖고 있는 경사파형을 통전파형의 경사부로 하는 것이므로, 콘덴서를 필요없게 할 수 있고, 염가의 구성으로 할 수 있는 동시에, 기동시와 같은 모터의 회전수가 낮을 때에도, 음향소음의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
또, 발명은 리니어드라이브방식과 같은 모터효율의 저하가 생기지 않는 이점이있다.
또한, 본 발명은 브러시레스모터의 기계적인 구조를 변경할 필요가 없이, 구동회로만의 치환으로 실현할 수 있다.

Claims (5)

  1. 브러시레스모터의 회전하는 회전자마그네트의 자속변화를 검출하는 복수의 홀소자(1)와, 상기 홀소자(1)에 접속되어 상기 모터의 고정자코일(L)에 공급되고, 비교적 평탄부를 가진 한쌍의 경사에지부를 각각 가진 구동신호를 발생하는 구동신호발생회로(6,7,12,13,20,21)로 이루어지는 브러시레스모터구동회로에 있어서, 각각의 상기 에지부는 2°∼30°의 전기각을 가지고, 레벨의 시프트 또는 상기 홀소자(1)의 대형파형출력신호의 에지부를 증폭하여 형성되고, 상기 평탄부는 클램프회로(6,7)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 브러시레스모터구동회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 인접하는 2개의 상기 구동신호의 경사에지부의 각각의 부분은 오버랩되는 구동영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 브러시레스모터구동회로.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 구동신호발생회로(6,7,12,13,20,21)는 상기 홀소자(1)에 접속된 연산증폭기(10,11)와, 클램프회로(6,7)와 비가산합성회로(12,13)와 아날로그스위치(20,21)와, 각각 직렬로 접속드된 출력증폭기(26∼29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시레스모터구동회로.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 구동신호발생회로(6,7,12,13,20,21)는 또한 상기 검출된 자속변화에 따라서 상기 아날로그스위치(20,21)에 공급되는 스위칭펄스를 발생하는 스위칭펄스발생회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시레스모터구동회로.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 구동신호발생회로(6,7,12,13,20,21)는 상기 홀소자(1)에 접속된 연산증폭기(10,11)와, 비가산합성회로(12,13)와, 아날로그스위치(20,21)와, 직렬의 출력증폭기(26∼29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 브러시레스모터구동회로.
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