KR950007359Y1 - 모터 전류검출회로 - Google Patents

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KR950007359Y1
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이기영
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문정환
엘지일렉트론 주식회사
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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Abstract

내용 없음.

Description

모터 전류검출회로
제1도는 종래의 모터 전류 검출회로도.
제2도는 본 고안의 모터 전류 검출회로도.
제3a도 내지 b,c도는 모터 각상의 전압 파형도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 모터구동제어부 11 : 모터구동부
12 : 모터 13 : 역기전력 검출부
14 : 전류 검출부 L1~L3: 코일
OP1: 연산증폭기 Q1~Q6: 트랜지스터
R1~R5: 저항
본 고안은 양방향 브러쉬리스 모터의 전류 검출회로에 관한 것으로, 특히 전류 검출 저항에 의한 강하없이 모터제어 및 구동이 가능하도록 한 모터 전류 검출회로에 관한 것이다.
제1도는 종래의 모터 전류 검출회로도로서, 이에 도시된 바와 같이 제어신호를 출력하여 모터의 구동방향등 모터의 구동을 제어하는 모터구동제어부(10)와, 그 모터구동제어부(10)의 제어신호를 인가받아 트랜지스터(Q1~Q6)의 선택적인 온/오프로 모터(12)를 구동시키는 모터구동부(11)와, 그 모터 구동부(11)의 트랜지스터(Q1~Q6)의 선택적인 온/오프에 의해 코일(L1~L3)의 기전력으로 구동되는 모터(12)와, 상기 모터구동부(11)의 트랜지스터(Q4~Q6)의 에미터 공통 접속점에 접속되어 상기 모터(12)의 전류를 검출하는 저항(R1)로 구성한다.
이와 같이 구성된 종래 모터 전류 검출회로의 동작과정 및 문제점을 설명하면 다음과 같다.
모터구동제어부(10)에서 모터를 구동하기 위해 모터구동부(11)의 트랜지스터 (Q1~Q6)중 트랜지스터(Q1,Q6)(Q1,Q5)(Q2,Q4)(Q2,Q6)(Q3,Q5)(Q3,Q4)의 베이스에 120°의 위상차를 갖고 선택적으로 고전위신호를 인가함으로써 그 트랜지스터 (Q1~Q6)는 한쌍씩 선택적으로 도통된다. 즉 모터구동부(11)의 트랜지스터(Q1,Q6)가 도통되면 전원전압(Vs)이 트랜지스터(Q1)를 통한 후 코일(L3), (L1)을 통해 기전력을 발생시킨 후 트랜지스터(Q6)를 통하며, 한편 트랜지스터(Q1, Q5)가 도통될 경우는 코일(L3), (L2)을 구동시켜 모터를 양방향으로 구동시킨다.
이와 같이 모터구동부(11) 트랜지스터(Q2,Q6)(Q2,Q4)(Q3,Q5)(Q3,Q4)(Q1,Q6) (Q1,Q5)의 도통에 의해 모터(12)는 그의 코일(L1,L2,L3)에 선택적으로 전류가 흘러 양방향으로 구동된다. 이때 상기 모터(12)에 흐르는 전류는 각상의 코일(L1), (L2), (L3)에 흐르는 전류(I1,I2,I3)의 합과 같아 모터구동부(11)의 트랜지스터(Q4~Q6)에미터 전류와 같게 된다.
이 트랜지스터(Q4~Q6)의 에미터 전류는 저항(R1)에 의해 전압으로 검출되며, 이때의 전류(In)의 크기를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
In=Vo/R1-In : 모터의 전류, R1: 저항값, Vo : 저항(R1) 양단의 전압
상기의 식으로 모터(12)에 흐르는 전류(In)를 저(R1)의 양단에 걸리는 전압(V0)으로부터 검출할 수 있다.
이와 같이 동작하는 종래의 모터 전류 검출회로는 전류 검출 저항을 모터구동부 트랜지스터 하단에 장착하므로 모터구동시 전류 검출 저항으로 인해 모터를 구동하는 전압을 강하시키게 되어 모터구동 효율을 저하시키는 문제점이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 역기전력 검출부 장착으로 모터의 코일에 발생한 역기전력을 검출하고, 그 검출된 각상의 역기전력을 합성하여 그로부터 모터의 전류를 검출하게 함으로써, 전류 검출 저항을 제거하여 모터 구동시 발생하는 전압강하를 막아 모터 구동시 효율을 상승하고자 안출한 것으로, 이를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 고안의 모터 전류 검출회로도로서, 이에 도기한 바와 같이 제어신호를 출력하여 모터의 회전방향 및 모터의 구동을 제어하는 모터구동제어부(10)와, 그 모터구동제어부(10)의 제어신호를 인가받아 트랜지스터(Q1~Q6)의 선택적인 온/오프로 모터(12)를 양방향으로 구동시키는 모터구동부(11)와, 그 모터구동부(11)의 트랜지스터(Q1~Q6)의 선택적인 온/오프에 의해 코일(L1~L3)에 기전력을 발생하여 구동하는 모터(12)와, 그 모터(12)의 코일(L1~L3)에 발생된 기전력을 그 코일(L1~L3)의 양단 전압차로부터 각기 검출하는 역기전력 검출부(13)와, 그 역기전력 검출부(13)의 출력전압을 인가받아 합성한 후 버퍼링하여 전류 검출용의 전압을 검출하는 전류 검출부(14)로 구성한다.
상기 전류 검출부(14)는 역기전력 검출부(13)의 각상 역기전력 검출전압이 저항(R2~R4)을 각기 통해 버퍼용의 연산증폭기(OP1)의 비반전입력단자(+)에 공통 인가되게 접속하여, 그의 출력단자를 그의 반전입력단자(-)에 접속함과 아울러 저항(R5)을 통해 전원전압(1/2Vs)에 접속하고, 상기 연산증폭기(OP1)의 출력단자측으로부터 출력전압(V0)이 출력되게 접속하여 구성한다.
이와 같이 구성한 본 고안 모터 전류 검출회로의 동작과정 및 작용 효과를 모터 각상의 전압 파형도인 제3도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
모터구동제어부(10)에서 모터구동부(11)의 트랜지스터(Q1,Q6)(Q1,Q5) (Q2,Q4)(Q2,Q6)(Q3,Q5)(Q3,Q4)의 베이스에 120°의 위상차를 갖고 선택적으로 고전위선호를 인가하면, 그 모터구동부(11)의 트랜지스터(Q1,Q6)(Q1,Q5)(Q2,Q4) (Q2,Q6)(Q3,Q5)(Q3,Q4)는 선택적으로 도통되고, 이에 따라 코일(L3,L1)(L3,L2)(L2,L3) (L2,L1)(L1,L2)(L1,L3)에 선택적으로 전류가 흘러 기전력을 발생함으로써 종래와 동일하게 양방향으로 구동시킨다.
이때 모터(12)의 각상 코일(L1)(L2)(L3)에는 제3a, b, c도와 같은 전압이 걸리게 된다.
또한, 이때 모터(12)에 흐르는 전류를 검출하기 위해 역기전력 검출부(13)는 모터(12)의 코일(L1)(L2)(L3) 양단 전압차로부터 각기 역기전력을 검출하고, 일예로 코일(L1)의 양단(a,d) 전압차로부터 코일(L1)의 역기전력을 검출하고, 코일(L2), (L3)의 양단(b,d)(c,d) 전압차로부터 코일(L2), (L3)의 역기전력을 검출한다.
이와 같이 검출되는 역기전력 검출부(13)의 출력전압은 저항(R1)(R2)(R3)을 각기 통해 연산증폭기(OP1)의 비반전입력단자(+)에 공통인가되어 합성된다.
결국, 이때 역기전력 검출부(13)에서 검출되는 각상 코일(L1)(L2)(L3)의 역기전력은 120°의 위상차를 갖는 사인파형으로 나타나므로, 저항(R2)(R3)(R4)의 양단에 걸리는 전압(V1)(V2)(V3)은 하기의 식 (1), (2), (3)과 같이 나타낼 수 있다.
여기서
상기의 식에서 저항(R2~R4)의 값을 같다고 가정하면, 연산증폭기(OP1)의 비반전입력단자(+)에 입력되는 입력전압(Vin)은 하기의 식(4)와 같이 나타낼 수 있다.
상기의 식(4)에서 연산증폭기(OP1)는 버퍼기능으로 입출력이 동일하므로 그의 출력전압(Vo)은 다음 식(5)와 같이 유도할 수 있다.
(RM=R2, R3, R4) 이상의 식을 통해 모터(12)에 흐르는 최종전류(Im)는 다음 식과 같이 구할 수 있게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안은 양방향 브러쉬리스 모터의 전류 검출에 사용하던 종래의 검출저항을 제거하고, 역기전력 검출부에 의해 모터의 코일에 발생한 역기전력을 검출하고, 그 검출된 각상의 역기전력 전압을 합성하여 그로부터 모터의 전류를 검출하게 함으로써 모터에 인가되는 전압을 최대한 할 수 있어 모터구동시 효율을 향상시키는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

  1. 제어신호를 출력하여 모터의 회전방향등을 제어하는 모터구동제어부(10)와, 상기 모터구동제어부(10)의 제어신호를 인가받아 모터(12)를 구동시키는 모터구동부 (11)와, 상기 모터구동부(11)에 의해 코일(L1~L3)에 역기전력을 발생하여 구동되는 모터(12)와, 상기 모터(12)의 코일(L1~L3)에 발생된 역기전력을 그 코일(L1~L3)의 양단 전압차로부터 각기 검출하는 역기전력 검출부(13)와, 상기 역기전력 검출부(13)의 각 검출 출력전압을 합성한 후 전류 검출용의 전압을 검출하는 전류 검출부(14)로 구성하여 된 것을 특징으로 하는 모터 전류 구동회로.
  2. 제1항에 있어서, 전류 검출부(14)는 역기전력 검출부(13)의 각상 역기전력 검출 출력전압이 저항(R2~R4)을 각기 통해 연산증폭기(OP1)의 비반전입력단자에 공통 인가되게 접속하고, 그 연산증폭기(OP1)의 출력단자는 그의 반전입력단자에 접속함과 아울러 저항(R5)을 통해 전원전압(1/2Vs)에 접속하여 구성된 것을 특징으로 하는 모터 전류 검출회로.
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