KR960009037Y1 - Current control device of bldc motor - Google Patents

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Abstract

내용 없음.No content.

Description

브러시리스 모터의 전류 제어 장치Current control device of brushless motor

제1도는 종래의 브러시리스 모터의 전류 제어장치의 개략적인 블럭도.1 is a schematic block diagram of a current control device of a conventional brushless motor.

제2도는 본 고안에 따른 브러시리스 모터의 전류제어 장치의 블럭도.2 is a block diagram of a current control device of a brushless motor according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 마이크로프로세서 21 : 전류제어용 전용칩1: Microprocessor 21: Dedicated chip for current control

22 : 비례적분 이득 결정회로 23 : 펄스폭 변조 주파수 결정회로22: proportional integral gain determination circuit 23: pulse width modulation frequency determination circuit

24 : 평균 절대값 회로24: average absolute value circuit

본 고안은 브러시리스 모터의 전류제어 장치에 관한 것으로, 특히, 전용칩을 이용하여 전류지령 전달방식 및 전류 궤환 방식을 개선한 브러시리스 모터의 전류 제어기에 관한 것이다.The present invention relates to a current control device of a brushless motor, and more particularly, to a current controller of a brushless motor having improved current command transmission method and current feedback method using a dedicated chip.

종래의 브러시리스(BLDC)모터의 전류제어 장치는 잘 알려진 바와 같이 제어수단, 예를 들면, 마이크로 프로세서로부터의 병렬 전류지령 신호에 응답하며 모터로 부터의 전류신호를 궤환하여 모터에 공급되는 전류를 제어하기 위한 수단으로, 제1도에 도시된 바와 같이 마이크로 프로세서로 부터의 디지틀 전류 지령을 아날로그 신호로 변환하는 디지틀/아날로그 변환기(11), 모터(20) 전류를 감지하여 궤환하는 전류센서(13), 디지틀/아날로그 변환기(11)로부터의 신호와 전류센서(13)로 부터의 신호를 합산하여 찻니호를 발생하는 합산기(12), 합산기로부터의 차신호를 입력하여 비례적분하는 비례 적분제어기(14), 비례 적분제어기에 펄스폭 변조를 위한 기준파 신호를 제공하는 펄스폭 발생회로(15), 비례적분제어기(14)로부터의 비례 적분신호와 기준파 신호를 비교하여 펄스폭 변조 신호를 출력하는 비교기(16), 모터(20)로부터 모터의 회전자 위치를 검출하여 궤환하는 회전자 위치 궤환부(18), 회전자 위치 궤환부(18)로부터의 신호에 응답하여 비교기로 부터의 펄스폭 변조 신호를 모터(20)의 어느상(phase)에 공급할 것인가를 결정하는 부호 논리부(17)와, 상기 부호 논리부(17)로 부터의 신호에 응답하여 모터(20)를 구동하는 전력소자(19)를 포함한다.The current control device of a conventional brushless (BLDC) motor, as is well known, responds to a parallel current command signal from a control means, for example, a microprocessor, and feeds back a current signal from the motor to control the current supplied to the motor. As a means for controlling, as shown in FIG. 1, a digital / analog converter 11 for converting a digital current command from a microprocessor into an analog signal, and a current sensor 13 for sensing and feeding back a motor 20 current. ), A proportional integration that inputs and integrates the difference signal from the adder 12 and the adder 12 generating a canine arc by summing the signal from the digital / analog converter 11 and the signal from the current sensor 13. The controller 14, the pulse width generation circuit 15 which provides the reference wave signal for the pulse width modulation to the proportional integral controller, and the proportional integral signal and the reference wave signal from the proportional integral controller 14 A comparator 16 for comparing and outputting a pulse width modulated signal, a rotor position feedback unit 18 for detecting and feeding back a rotor position of the motor from the motor 20, and a signal from the rotor position feedback unit 18; In response to a signal from the sign logic section 17 and a sign logic section 17 which determines in which phase of the motor 20 the pulse width modulated signal from the comparator is to be supplied. And a power device 19 for driving 20.

이들 성분들은 주로 독립된 하드 웨어적인 회로로 구성되며 마이크로 프로세서(1)로부터의 전류 지령은 디지틀/아날로그 회로(11)에서 전류의 방향이 결정될 수 있도록 설정되어야 하며, 디지틀/아날로그 회로(11)는 이 전류 지령에 따라(+) 또는 (-)의 극성을 갖는 신호를 출력해야 한다. 이 때문에 회로 소자 선택의 한계성을 갖게 된다.These components are mainly composed of independent hardware circuits, and the current command from the microprocessor 1 should be set so that the direction of the current in the digital / analog circuit 11 can be determined, and the digital / analog circuit 11 Depending on the current command, a signal with polarity (+) or (-) should be output. For this reason, there exists a limit of circuit element selection.

전술한 종래의 전류제어 장치는 각각의 회로를 기판상에 구현해야 하므로 전체 회로의 크기 및 가격면에서 상당히 불리한 단점을 갖게 된다. 다른 한편으로 회로 특성의 일치 여부와 회로 복잡화에 따라 에러 발생율이 커지는 등의 문제가 있었다.The conventional current control device described above has disadvantages in that it is quite disadvantageous in size and cost of the entire circuit since each circuit must be implemented on a substrate. On the other hand, there is a problem such that the error occurrence rate increases depending on whether the circuit characteristics match or the complexity of the circuit.

따라서, 본 고안의 목적은 제공되는 전류 지령의 극성 유지가 요구되지 않으며, 전체 회로 크기를 줄이고 에러 발생을 크게 줄일 수 있는 브러시리스 모터의 전류 제어장치를 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a current control device for a brushless motor that does not require maintaining the polarity of the current command provided, and can reduce the overall circuit size and greatly reduce the occurrence of errors.

본 발명에 따르면, 제어수단으로부터의 전류지령을 입력하여, 브러시리스 모터의 전류를 궤환제어 하는 전류 제어장치는, 상기 제어수단으로 부터의 전류 지령 및 방향 지령을 직렬 데이타로 입력하고, 전류궤환 신호를 입력하여, 상기 전류지령과 전류 궤환 신호와의 차신호에 따라 비례적분하며, 상기 전력 소자를 제어하기 위한 펄스폭 변조 신호를 방향제어 신호에 따라 적절한 순서로 출력하는 단일칩, 상기 모터로 부터 전류치를 감지하여 궤환하는 전류센서, 상기 전류센서로부터의 전류신호를 절대치화하여 상기 전류궤환 신호로 변환하는 평균 절대값 회로, 상기 단일칩 제어수단의 상기 비례적분 기능의 이득을 지정할 수 있는 설정 가능한 비례적분 이득 결정회로, 상기 단일칩 제어수단의 상기 펄스폭 변조 기준신호의 발생을 위해 적절한 주파수 설정 신호를 제공하는 펄스폭 변조 주파수 결정회로와, 상기 모터로 부터 회전방향을 검출하여 상기 단일칩 제어수단에 공급하기 위한 회전자 위치 궤환부를 포함한다.According to the present invention, a current control device for inputting a current command from a control means to feedback-control a current of a brushless motor, inputs a current command and a direction command from the control means as serial data, and receives a current feedback signal. Inputs, proportionally integral according to the difference signal between the current command and the current feedback signal, and outputs a pulse width modulation signal for controlling the power device in an appropriate order according to a direction control signal, from the motor A current sensor for sensing and returning a current value, an average absolute value circuit for converting the current signal from the current sensor to an absolute value and converting it into the current feedback signal, and a configurable function capable of specifying a gain of the proportional integration function of the single chip control means; Proportional integral gain determining circuit, a main suitable for generating the pulse width modulation reference signal of the single chip control means. And a pulse width modulation frequency determining circuit for providing a wave number setting signal, and a rotor position feedback portion for detecting a rotational direction from the motor and supplying the rotational direction to the single chip control means.

이하 본 고안을 제2도 본 고안에 따른 브러시리스 모터의 전류제어 장치의 블럭도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 제2도에 따르면, 전류제어장치는 브러시리스 모터의 전류 제어용 칩(21), 모터로부터 전류를 검출하는 전류센서(13), 상기 전류센서로 부터의 전류 신호를 입력하여 상기 전류 신호를 절대치 신호로 변환하여 상기 칩(21)에 궤환하는 평균 절대값(mean absolute value : MAV)회로(24), 회전자 위치 궤환부(18), 상기 칩(21)에 설정가능한 비례적분 이득을 제공하는 비례적분 이득 결정회로(22), 설정 가능한 펄스폭 변조(PWM) 신호 주파수 값을 제공하는 펄스폭 변조(PWM) 주파수 결정회로(23) 및 전력소자(19)를 포함한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to a block diagram of a current control device of a brushless motor according to the present invention. According to FIG. 2, the current control device inputs a current control chip 21 of a brushless motor, a current sensor 13 for detecting a current from the motor, and a current signal from the current sensor to convert the current signal into an absolute value signal. A mean absolute value (MAV) circuit 24, a rotor position feedback unit 18, and a proportional integral gain that can be set to the chip 21 by converting to a chip 21. An integrated gain determination circuit 22, a pulse width modulation (PWM) frequency determination circuit 23 which provides a configurable pulse width modulation (PWM) signal frequency value, and a power element 19 are included.

상기 브러시리스 모터의 전류 제어용 칩(21)은 전술한 바와 같은 디지틀/아날로그 회로(제1도의 (11)), 비례적분 제어기(14), PWM 기준파 발생회로(15), 비교기(16) 및 부호 논리부(17)와 같은 회로 기능을 포함하는 것이지만, 종래와는 달리 마이크로세서(1)로 부터의 전류 지령 및 방향지령이 분리되어 직렬 데이타로 전용칩(21)에 공급되며, MAV회로(24)에 의하여 전류궤환 신호가 절대치로 공급될 수 있으므로, 사전에 모터 방향에 따라 디지틀/아날로그 변환회로(제1도의 (11))에 의해 극성이 설정될 필요가 없게 된다.The current control chip 21 of the brushless motor includes a digital / analog circuit (11 in FIG. 1), a proportional integral controller 14, a PWM reference wave generator circuit 15, a comparator 16, and the like described above. It includes the same circuit function as the code logic unit 17, but unlike the conventional art, the current command and the direction command from the microprocessor 1 are separated and supplied to the dedicated chip 21 as serial data, and the MAV circuit ( 24, the current feedback signal can be supplied in absolute value, so that the polarity does not need to be set in advance by the digital / analog conversion circuit (11 in FIG. 1) in accordance with the motor direction.

제2도를 참조하며, 마이크로 프로세서(1)로부터 디지틀 직렬 전류지령 및 방향지령과 MAV 회로(24)로부터 절대치 궤환 전류신호가 브러스리스 모터의 전류제어용칩(21)에 공급되면, 전류 제어용칩(21)에서는 전술한 바와 같이 동작하여 전력소자(19)를 구동하게 된다. 이 경우, 비례적분 동작은 상기 칩(21) 외부에서 설정가능한 비례적분 이득 결정회로(22)를 통해 이득값이 조절되며, PWM을 위한 주파수를 상기 칩(21) 외부에 저항(R) 및 캐피시터에 의해 설정 가능한 PWM 주파수 결정회로(23)의 회로 정수에 의해 설정된다.Referring to FIG. 2, when the digital series current command and direction command from the microprocessor 1 and the absolute feedback current signal from the MAV circuit 24 are supplied to the current control chip 21 of the brushless motor, the current control chip ( In operation 21, the power device 19 is driven as described above. In this case, in the proportional integration operation, the gain value is adjusted through the proportional integral gain determining circuit 22 settable outside the chip 21, and a frequency (R) for the PWM is applied to the resistor R and the capacitor outside the chip 21. It is set by the circuit constant of the PWM frequency determination circuit 23 which can be set by the.

따라서 본 고안의 브러시리스 모터의 전류제어기는 제어기인 마이크로 프로세서로부터 전류지령 및 방향 지령을 직렬 데이타로 입력함으로써 잡음에 대한 내성을 갖게 되며, 전류 궤환이 MAV 회로를 이용해서 이루어지기 때문에 전류의 스파크성 잡음에 대해 과전류 감지를 방지하게 되고, 전용 칩내의 아날로그/디지틀 변환기가 단일극성의 출력 전압만을 가져도 되며, 장치의 부피 및 가격에 있어 커다란 장점이 있다.Therefore, the current controller of the brushless motor of the present invention has immunity to noise by inputting the current command and direction command from the microprocessor as a controller as serial data, and the sparking of the current is made because the current feedback is made using the MAV circuit. It prevents overcurrent detection against noise, and the analog-to-digital converter in a dedicated chip only has a unipolar output voltage, which has a big advantage in device volume and cost.

Claims (1)

제어수단(1)으로부터의 전류지령을 입력하여, 브러시리스 모터(20)로의 전류를 제어용 전력소자(19)에 의하여 궤환제어 하는 전류제어 장치에 있어서, 상기 제어수단(1)으로부터의 전류 지령 및 방향 지령을 직렬 데이타로 입력하고, 전류궤환 신호를 입력하여, 상기 전류지령과 전류 궤환 신호와의 차신호에 따라 비례 적분하며, 상기 전력소자(19)를 제어하기 위한 펄스폭 변조 신호를 적절한 방향제어 신호에 따라 출력하는 단일칩 제어수단(21)과, 상기 모터(20)로 부터 전류치를 감지하여 궤환하는 전류센서(13)와, 상기 전류센서(13)로 부터의 전류신호를 절대치와 하여 상기 전류궤환 신호로 변환하는 평균 절대값 회로(24)와, 상기 단일칩 제어수단(21)의 상기 펄스폭 변조 신호의 발생을 위해 적절한 주파수 설정신호를 제공하는 펄스폭 변조 주파수 셜정회로(23)와, 상기 모터(20)로부터 회전방향을 검출하여 상기 단일칩 제어수단(21)에 공급하기 위한 회전자 위치 궤환부(18)를 포함하는 브러시리스 모터의 전류 제어장치.In the current control device which inputs a current command from the control means 1 and feedback-controls the current to the brushless motor 20 by the control power element 19, the current command from the control means 1 and The direction command is input as serial data, the current feedback signal is input, proportionally integrated according to the difference signal between the current command and the current feedback signal, and the pulse width modulation signal for controlling the power element 19 is appropriately directed. The single-chip control means 21 for outputting according to the control signal, the current sensor 13 for sensing and returning the current value from the motor 20, and the current signal from the current sensor 13 with an absolute value An average absolute value circuit 24 for converting into the current feedback signal, and a pulse width modulated frequency sequential providing an appropriate frequency setting signal for generation of the pulse width modulated signal of the single chip control means 21; And a rotor position feedback unit (18) for detecting a rotational direction from the motor (20) and supplying it to the single chip control means (21).
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