KR101388716B1 - 모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터 - Google Patents

모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모터 구동 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터에 관한 것으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 모터 구동 장치는, 역기전력 검출부, 기울기 산출부 및 제어부를 포함한다. 상기 역기전력 검출부는 모터 장치의 역기전력을 검출한다. 상기 기울기 산출부는 검출된 상기 역기전력의 기울기를 산출한다. 상기 제어부는 상기 기울기를 이용하여 상기 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점을 산출하고, 산출된 영 교차 시점을 이용하여 상기 모터 장치의 구동을 제어한다.

Description

모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터 {APPARATUS AND METHOD FOR MOTOR DRIVING CONTROL AND MOTOR USING THE SAME}
본 발명은 적분을 이용하여 역기전력의 기울기를 간단하게 계산하고, 계산된 기울기를 이용하여 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점을 산출하여 모터의 구동을 보다 정확하게 수행할 수 있는 모터 구동 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터에 관한 것이다.
모터 기술의 발전에 따라, 폭넓은 기술 분야에서 다양한 크기의 모터들이 사용되고 있다.
일반적으로, 모터는 영구자석과, 인가 전류에 따라 극성을 바꾸는 코일을 이용하여 회전자(Rotor)를 회전시켜 구동된다. 최초의 모터의 형태는 회전자에 코일을 구비한 브러시 타입의 모터가 존재하였으나, 모터의 구동에 의하여 브러시가 마모되거나 스파크가 발생하는 등의 문제점이 있다.
이로 인하여, 최근에는 다양한 형태의 브러시리스 모터의 사용이 범용적으로 이루어지고 있다. 브러시리스 모터는 회전자를 영구자석으로 이용하고, 복수의 코일을 고정자에 구비하여 회전자의 회전을 유도하는 방식이다.
이러한 브러시리스 모터의 경우, 회전자의 위치를 확인하는 것이 필수적이며, 이를 위하여 역기전력(BEMF, Back-Electromotive Force)를 이용하는 방식이 널리 사용되고 있다.
그러나, 역기전력을 이용하는 방식의 경우, 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점을 정확하게 산출하기 어려운 문제점이 있다. 특히, 역기전력에는 펄스 폭변조 신호 등의 구동 신호가 함께 중첩되어 있으므로, 정확한 영 교차 시점을 산출하기 어려운 한계성이 있다.
하기의 선행기술문헌들은 이러한 브러시리스 모터에 관한 것으로, 역기전력의 영 교차 시점을 정확하게 산출하지 못하는 한계성을 가지고 있다.
또한, 하기의 선행기술문헌들은 역기전력의 영 교차 시점을 계산하는 기술에 있어서도, 보다 복잡한 구성을 가지고 있어, 빠르고 정확하게 영 교차 시점을 계산할 수 없는 한계성을 가지고 있다.
한국 등록특허공보 제10-1041076호 한국 등록특허공보 제10-0174492호
본 발명의 과제는 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 적분을 이용하여 역기전력의 기울기를 간단하게 계산하고, 계산된 기울기를 이용하여 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점을 산출하여 모터의 구동을 보다 정확하게 수행할 수 있는 모터 구동 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 기술적인 측면은 모터 구동 장치를 제안한다. 상기 모터 구동 장치는 역기전력 검출부, 기울기 산출부 및 제어부를 포함한다. 상기 역기전력 검출부는 모터 장치의 역기전력을 검출한다. 상기 기울기 산출부는 검출된 상기 역기전력의 기울기를 산출한다. 상기 제어부는 상기 기울기를 이용하여 상기 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점을 산출하고, 산출된 영 교차 시점을 이용하여 상기 모터 장치의 구동을 제어한다.
일 실시예에서, 상기 기울기 산출부는, 상기 역기전력에서 펄스 폭 변조 신호를 제거하는 필터링기 및 상기 필터링기로부터 제공되는 필터링 된 역기전력을 소정 시간 동안 적분하여 상기 기울기를 산출하는 적분기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적분기는, 수식
Figure 112012099499591-pat00001
을 이용하여 기울기 a를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적분기는, 상기 필터링 된 역기전력이 소정 시간 간격 동안 주기적으로 증가 및 감소하면, 상기 기울기를 산출하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 최초 전압 레벨에 상기 기울기를 적용하여 상기 최초 전압 레벨의 1/2이 되는 시점을 상기 영 교차 시점으로 결정하는 영 교차 결정기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 기울기 산출부에서 수행되는 필터링에 의한 시간적 딜레이를, 상기 영 교차 시점에 더 추가하는 딜레이 추가기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모터 구동 제어 장치는, 상기 제어부의 제어에 따라 상기 모터 장치의 구동 제어 신호를 생성하는 구동 신호 생성부를 더 포함할 수 있고, 여기에서 상기 제어부는 상기 영 교차 시점에 따라 상 전환을 수행하도록 상기 구동 신호 생성부를 제어할 수 있다.
본 발명의 제2 기술적인 측면은 모터를 제안한다. 상기 모터는 모터 장치 및 모터 구동 제어 장치를 포함한다. 상기 모터 장치는 모터 장치 및 모터 구동 제어 장치를 포함한다. 상기 모터 장치는 구동 신호에 따라 회전 동작을 수행한다. 상기 모터 구동 제어 장치는 상기 모터 장치에 상기 구동 신호를 제공하여 상기 모터 장치의 구동을 제어한다. 여기에서, 상기 모터 구동 제어 장치는 상기 모터 장치에서 검출된 역기전력의 기울기를 이용하여 상기 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점을 산출하고, 산출된 영 교차 시점을 이용하여 상기 구동 신호를 생성한다.
일 실시예에서, 상기 모터 구동 제어 장치는, 모터 장치의 역기전력을 검출하는 역기전력 검출부, 검출된 상기 역기전력의 기울기를 산출하는 기울기 산출부 및 상기 기울기를 이용하여 상기 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점을 산출하고 산출된 영 교차 시점을 이용하여 상기 모터 장치의 구동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 기울기 산출부는, 상기 역기전력에서 펄스 폭 변조 신호를 제거하는 필터링기 및 상기 필터링기로부터 제공되는 필터링 된 역기전력을 소정 시간 동안 적분하여 상기 기울기를 산출하는 적분기를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적분기는, 수식
Figure 112012099499591-pat00002
을 이용하여 기울기 a를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 최초 전압 레벨에 상기 기울기를 적용하여 상기 최초 전압 레벨의 1/2이 되는 시점을 상기 영 교차 시점으로 결정하는 영 교차 결정기를 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 기술적인 측면은 모터 구동 제어 방법을 제안한다. 상기 모터 구동 제어 방법은 모터의 구동을 제어하는 모터 구동 장치에서 수행된다. 상기 모터 구동 제어 방법은, 상기 모터 장치의 역기전력을 검출하는 단계, 검출된 상기 역기전력의 기울기를 산출하는 단계 및 상기 기울기를 이용하여 상기 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점을 산출하고, 산출된 영 교차 시점을 이용하여 상기 모터 장치의 구동을 제어하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 기울기를 산출하는 단계는, 상기 역기전력에서 펄스 폭 변조 신호를 제거하기 위한 필터링을 수행하는 단계 및 상기 기울기를 산출하기 위하여, 필터링 된 역기전력을 소정 시간 동안 적분하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적분하는 단계는, 수식
Figure 112012099499591-pat00003
을 이용하여 기울기 a를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 적분하는 단계는, 상기 필터링 된 역기전력이 소정 시간 간격 동안 주기적으로 증가 및 감소하면, 상기 기울기를 산출하지 않는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 모터 장치의 구동을 제어하는 단계는, 최초 전압 레벨에 상기 기울기를 적용하여 상기 최초 전압 레벨의 1/2이 되는 시점을 상기 영 교차 시점으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 의하면, 적분을 이용하여 역기전력의 기울기를 간단하게 계산하고, 계산된 기울기를 이용하여 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점을 산출하여 모터의 구동을 보다 정확하고 빠르게 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 모터 구동 장치의 일 예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 모터 구동 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기울기 산출부의 일 실시예를 설명하기 위한 세부 구성도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 제어부의 일 실시예와 다른 일 실시예를 설명하기 위한 세부 구성도들이다.
도 6은 모터 장치의 상 전압과 실제 역기전력을 도시하는 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 기울기를 산출하는 기술을 설명하기 위한 참고도이다.
도 8은 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 일 실시예들을 설명하기 위한 세부 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호가 사용될 것이며, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위하여 브러시리스 모터를 기준으로 본 발명을 설명한다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 것이므로, 본 발명의 권리범위가 반드시 브러시리스 모터로 한정되지 아니함은 명확하다.
또한, 이하에서는, 모터 자체는 모터 장치(20, 200)로 칭하고, 모터 장치(20, 200)를 구동하기 위한 모터 구동 장치(10, 100)와 모터 장치(20, 200)를 포함하여 모터라 칭하여 설명한다.
도 1은 모터 구동 장치의 일 예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 모터 구동 장치(10)는, 전원부(11), 구동신호 생성부(12), 인버터부(13), 역기전력 검출부(14) 및 제어부(15)를 포함할 수 있다.
전원부(11)는 모터 구동 장치(10)의 각 구성요소에 전원을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원부(11)는 상용전원의 교류전압을 직류전압으로 변환하여 공급할 수 있다. 도시된 예에서, 점선으로 처리된 부분은, 전원부(11)에서 소정의 전원이 공급되는 것을 의미하는 것이다.
구동신호 생성부(12)는 인버터부(13)에 구동 신호를 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 구동 신호는 펄스 폭 변조 신호(PWM, Pulse Width Modulation) 일 수 있다.
인버터부(13)는 모터 장치(20)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 인버터부(13)는 구동 신호에 따라 직류전압을 복수 상(예컨대, 3상 내지 4상) 전압으로 변환하여 모터 장치(20)의 코일(미도시)들에 각각 인가할 수 있다.
역기전력 검출부(14)는 모터 장치(20)의 역기전력을 검출할 수 있다.
제어부(15)는 역기전력 검출부(14)에서 제공되는 역기전력을 이용하여 구동 신호를 생성하도록 구동 신호 생성부(12)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(15)는 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점에 상 전환을 수행하도록 구동 신호 생성부(12)를 제어할 수 있다.
모터 장치(20)는 구동 신호에 따라 회전 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 모터 장치(20)는 인버터부(13)에서 제공되는 각 상에 흐르는 전류에 의하여, 모터 장치(20)의 각 코일(고정자)에 자기장을 발생시킬 수 있다. 이러한 각 코일들에서 발생하는 자기장에 의해 모터 장치(20)에 구비된 회전자(미도시)가 회전할 수 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다.
후술할 본 발명의 다양한 실시예들에 대한 설명 중에서, 도 1을 참조하여 상술한 내용과 동일하거나 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 설명하지 아니한다. 그러나, 당업자는 상술한 설명으로부터 본 발명의 구체적인 내용을 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 모터 구동 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 모터 구동 장치(100)는 전원부(110), 구동 신호 생성부(120), 인버터부(130), 역기전력 검출부(140) 및 제어부(160)를 포함할 수 있다.
전원부(110)는 모터 구동 장치(100)의 각 구성 요소에 전원을 공급할 수 있다.
구동 신호 생성부(120)는 제어부(160)의 제어에 따라, 모터 장치(200)의 구동 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 소정의 듀티비를 가지는 펄스 폭 변조 신호(이하, PWM 신호)를 생성하여 인버터부(130)에 제공하여, 모터 장치(200)를 구동하도록 할 수 있다.
인버터부(130)는 구동 신호를 입력 받아 모터 장치(200)의 각 상을 구동시킬 수 있다.
역기전력 검출부(140)는 모터 장치(200)에서 발생되는 역기전력을 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 모터 장치(200)의 중성점이 노출되어 있는 경우, 역기전력 검출부(140)는 그 중성점과 전기적으로 연결하여 역기전력을 검출할 수 있다.
다른 일 실시예에서, 모터 장치(200)의 중성점이 노출되어 있지 않은 경우, 역기전력 검출부(140)는 모터 장치(200)의 각 상들을 연결하는 가상의 중성점을 이용하여 역기전력을 검출할 수 있다.
기울기 산출부(150)는 검출된 역기전력의 기울기를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 기울기 산출부(150)는 검출된 역기전력을 적분하여 기울기를 산출할 수 있다.
이러한 기울기 산출부(150)의 구체적인 일 실시예들에 대해서는, 도 3을 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
제어부(160)는 기울기 산출부(150)에서 산출된 기울기를 이용하여 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점을 산출하고, 산출된 영 교차 시점을 이용하여 모터 장치(200)의 구동을 제어할 수 있다.
이러한 제어부(160)의 구체적인 일 실시예들에 대해서는, 도 4 내지 도 5를 참조하여 이하에서 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 기울기 산출부의 일 실시예를 설명하기 위한 세부 구성도이고, 도 6은 모터 장치의 상 전압과 실제 역기전력을 도시하는 그래프이며, 도 7은 본 발명에 따른 기울기를 산출하는 기술을 설명하기 위한 참고도이다.
이하에서는, 도 3, 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명에 따른 기울기 산출부(150)에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 3에 도시된 일 실시예에서, 기울기 산출부(150)는 필터링기(151) 및 적분기(152)를 포함할 수 있다.
필터링기(151)는 검출된 역기전력에서 펄스 폭 변조 신호를 제거하는 필터링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 필터링기(151)는 펄스 폭 변조 신호 대역을 필터링하는 로우 패스 필터로 구성될 수 있다. 도 6은 상 전압과 필터링된 전압을 도시하고 있으며, 도시된 바와 같이 필터링된 전압은 상전압에 상응하는 기울기를 가짐을 알 수 있다.
적분기(152)는 검출된 역기전력을 소정 시간 동안 적분하여, 역기전력의 기울기를 산출할 수 있다. 실시예에 따라, 필터링기(151)가 존재하는 경우, 적분기(152)는 필터링기(151)로부터 제공되는 필터링 된 역기전력을 적분하여 기울기를 산출할 수 있다.
일 실시예에서, 적분기(152)는 이하의 수학식 1을 이용하여 적분을 수행할 수 있다.
Figure 112012099499591-pat00004
여기에서, Vdc는 역기전력의 기울기의 최초 레벨이고, a는 기울기이다. 이러한 실시예의 경우, Vdc 값과 시간 t값은 알고 있는 값이므로, 적분기(152)는 매우 간단한 계산을 통하여 기울기 a를 산출할 수 있다. 따라서, 적분기(152)는 소정의 적분을 수행함에도 매우 간단하게 구성될 수 있으며, 이에 따라 적분의 시간적 효율이 높아질 수 있다.
일 실시예에서, 적분기(152)는 역기전력이 일정한 기울기는 가지는 구간(610) 중 적어도 일부에 대해서 적분을 수행할 수 있다. 이러한 적분이 이루어지는 구간을 간단하게 도식화하면 도 7과 같다.
일 실시예에서, 필터링 된 역기전력이 소정 시간 간격 동안 주기적으로 증가 및 감소하는 경우, 일정한 기울기가 산출되지 않으므로 적분기(152)는 해당 구간에 대해서는 기울기를 산출하지 않을 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 제어부(160)의 일 실시예를, 도 5는 본 발명에 따른 제어부(160)의 다른 일 실시예를 설명하기 위한 세부 구성도들이다.
도 4의 일 실시예를 참조하면, 제어부(160)는 영 교차 결정기(161) 및 제어기(162)를 포함할 수 있다.
영 교차 결정기(161)는 역기전력의 영 교차 시점을 결정할 수 있다. 더 상세히 설명하면, 영 교차 결정기(161)는 역기전력의 최초 전압 레벨(도 7, Vdc)에, 기울기 산출부(150)로부터 제공된 기울기를 적용할 수 있다. 영 교차 결정기(161)는 기울기를 적용한 결과, 최초 전압 레벨(도 7, Vdc)의 1/2이 되는 시점을 영 교차 시점으로 결정할 수 있다.
즉, 영 교차 결정기(161)는 기울기와 역기전력의 최초 전압 레벨(도 7, Vdc)만을 이용하여 영 교차 시점을 결정할 수 있으므로, 간단한 구성으로 빠르게 영 교차 시점을 결정할 수 있다.
제어기(162)는 결정된 영 교차 시점을 이용하여 상 전환을 수행하도록 구동 신호 생성부(120)를 제어할 수 있다.
도 5의 다른 일 실시예를 참조하면, 제어부(160)는 딜레이 추가기(163)를 더 포함할 수 있다. 도 5의 다른 일 실시예는, 필터링기(151)에 의하여 필터링 딜레이가 발생하는 실시예에 적용 가능하다.
딜레이 추가기(163)는 기울기 산출부(150)에서 수행되는 필터링에 의한 시간적 딜레이를, 영 교차 시점에 더 추가할 수 있다. 이는, 기울기 산출부(150)의 필터링기(151)는 고정된 특성을 가지고 있으므로, 필터링기(151)에 의하여 발생하는 딜레이는 비교적 일정한 시간적 딜레이를 가질 수 있다. 따라서, 딜레이 추가기(163)는 이러한 시간적 딜레이를 보상할 수 있다. 도 6의 그래프를 참조하여 더 상세히 설명하면, 기울기 산출부(150)에서 수행되는 필터링에 의하여 도시된 바와 같이 소정의 딜레이가 발생할 수 있다. 따라서, 딜레이 추가기(163)는 기울기 산출부(150)의 필터링에 의하여 발생하는 딜레이를 보상하여, 영교차 시점을 보다 정확하게 산출할 수 있도록 할 수 있다.
딜레이 추가기(163)는 필터링에 의한 딜레이가 보상된 영 교차 시점을 제공할 수 있고, 제어기(162)는 이러한, 필터링 딜레이가 보상된 영 교차 시점을 이용하여 상 전환을 수행하도록 구동 신호 생성부(120)를 제어할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이고, 도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 일 실시예들을 설명하기 위한 세부 순서도이다.
이하에서는, 도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 일 실시예를 설명한다. 본 발명에 따른 모터 구동 제어 방법의 일 실시예는 도 2 내지 도 7를 참조하여 상술한 모터 구동 장치(100)에서 수행되므로, 상술한 설명과 동일하거나 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 설명하지 아니한다.
도 8을 참조하면, 모터 구동 장치(100)는 모터 장치(200)의 역기전력을 검출할 수 있다(단계 S810). 모터 구동 장치(100)는 검출된 상기 역기전력의 기울기를 산출하고(단계 S820), 산출된 기울기를 이용하여 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점을 산출할 수 있다(단계 S830).
모터 구동 장치(100)는 산출된 영 교차 시점을 이용하여 모터 장치(200)의 구동을 제어할 수 있다(단계 S840).
도 9를 참조하여, 기울기를 산출하는 단계(단계 S820)에 대한 일 실시예를 설명하면, 모터 구동 장치(100)는 역기전력에서 펄스 폭 변조 신호를 제거하기 위한 필터링을 수행할 수 있다(단계 S821). 모터 구동 장치(100)는 역기전력이 주기적으로 증감하는지 확인하고(단계 S822), 역기전력이 일정한 기울기를 가진다고 판단되면(단계 S822, 아니오), 필터링 된 역기전력을 소정 시간 동안 적분하여 기울기를 산출할 수 있다(단계 S823).
여기에서, 모터 구동 장치(100)는 상술한 수학식 1을 이용하여 적분을 수행하여 기울기 a(도 7) 를 산출할 수 있음은 전술한 바와 같다.
도 10을 참조하여, 영 교차 시점을 산출하는 단계(단계 S830)에 대한 일 실시예를 설명하면, 모터 구동 장치(100)는 최초 전압 레벨(Vdc)에 기울기를 적용하고(단계 S831), 기울기를 반영하여 최초 전압 레벨(Vdc)의 1/2에 해당하는 레벨의 시점을 영 교차 시점으로 결정할 수 있다(단계 S832).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
10, 100 : 모터 구동 장치
11, 110 : 전원부
12, 120 : 구동 신호 생성부
13, 130 : 인버터부
14, 140 : 역기전력 검출부
15, 160 : 제어부
150 : 기울기 산출부
151 : 필터링기
152 : 적분기
161 : 영 교차 결정기
162 : 제어기
163 : 딜레이 추가기
20, 200 : 모터 장치

Claims (17)

  1. 모터 장치의 역기전력을 검출하는 역기전력 검출부;
    검출된 상기 역기전력의 기울기를 산출하는 기울기 산출부; 및
    상기 기울기를 이용하여 상기 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점을 산출하고, 산출된 영 교차 시점을 이용하여 상기 모터 장치의 구동을 제어하는 제어부; 를 포함하고,
    상기 제어부는, 최초 전압 레벨에 상기 기울기를 적용하여 상기 최초 전압 레벨의 1/2이 되는 시점을 상기 영 교차 시점으로 결정하는 영 교차 결정기; 를 포함하는 모터 구동 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기울기 산출부는
    상기 역기전력에서 펄스 폭 변조 신호를 제거하는 필터링기; 및
    상기 필터링기로부터 제공되는 필터링 된 역기전력을 소정 시간 동안 적분하여 상기 기울기를 산출하는 적분기; 를 포함하는 모터 구동 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 적분기는,
    수식
    Figure 112012099499591-pat00005
    을 이용하여 기울기 a를 산출하는 모터 구동 제어 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 적분기는
    상기 필터링 된 역기전력이 소정 시간 간격 동안 주기적으로 증가 및 감소하면, 상기 기울기를 산출하지 않는 모터 구동 제어 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 기울기 산출부에서 수행되는 필터링에 의한 시간적 딜레이를, 상기 영 교차 시점에 더 추가하는 딜레이 추가기; 를 더 포함하는 모터 구동 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 모터 구동 제어 장치는
    상기 제어부의 제어에 따라, 상기 모터 장치의 구동 제어 신호를 생성하는 구동 신호 생성부; 를 더 포함하고,
    상기 제어부는
    상기 영 교차 시점에 따라 상 전환을 수행하도록 상기 구동 신호 생성부를 제어하는 모터 구동 제어 장치.
  8. 구동 신호에 따라 회전 동작을 수행하는 모터 장치; 및
    상기 모터 장치에 상기 구동 신호를 제공하여 상기 모터 장치의 구동을 제어하는 모터 구동 제어 장치;를 포함하되,
    상기 모터 구동 제어 장치는 상기 모터 장치의 역기전력을 검출하는 역기전력 검출부; 검출된 상기 역기전력의 기울기를 산출하는 기울기 산출부; 및 상기 기울기를 이용하여 상기 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점을 산출하고, 산출된 영 교차 시점을 이용하여 상기 모터 장치의 구동을 제어하는 제어부; 를 포함하며,
    상기 제어부는, 최초 전압 레벨에 상기 기울기를 적용하여 상기 최초 전압 레벨의 1/2이 되는 시점을 상기 영 교차 시점으로 결정하는 영 교차 결정기; 를 포함하는 모터.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서, 상기 기울기 산출부는
    상기 역기전력에서 펄스 폭 변조 신호를 제거하는 필터링기; 및
    상기 필터링기로부터 제공되는 필터링 된 역기전력을 소정 시간 동안 적분하여 상기 기울기를 산출하는 적분기; 를 포함하는 모터.
  11. 제10항에 있어서, 상기 적분기는,
    수식
    Figure 112012099499591-pat00006
    을 이용하여 기울기 a를 산출하는 모터.
  12. 삭제
  13. 모터 장치의 구동을 제어하는 모터 구동 장치에서 수행되는 모터 구동 제어 방법에 있어서,
    상기 모터 장치의 역기전력을 검출하는 단계;
    검출된 상기 역기전력의 기울기를 산출하는 단계; 및
    상기 기울기를 이용하여 상기 역기전력의 영 교차(Zero-Crossing) 시점을 산출하고, 산출된 영 교차 시점을 이용하여 상기 모터 장치의 구동을 제어하는 단계; 를 포함하고,
    상기 모터 장치의 구동을 제어하는 단계는, 최초 전압 레벨에 상기 기울기를 적용하여 상기 최초 전압 레벨의 1/2이 되는 시점을 상기 영 교차 시점으로 결정하는 단계; 를 포함하는 모터 구동 제어 방법.를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 기울기를 산출하는 단계는
    상기 역기전력에서 펄스 폭 변조 신호를 제거하기 위한 필터링을 수행하는 단계; 및
    상기 기울기를 산출하기 위하여, 필터링 된 역기전력을 소정 시간 동안 적분하는 단계; 를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 적분하는 단계는
    수식
    Figure 112012099499591-pat00007
    을 이용하여 기울기 a를 산출하는 단계; 를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 적분하는 단계는
    상기 필터링 된 역기전력이 소정 시간 간격 동안 주기적으로 증가 및 감소하면, 상기 기울기를 산출하지 않는 단계; 를 포함하는 모터 구동 제어 방법.
  17. 삭제
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