KR20170017821A - 모터 어셈블리, 집적 회로 및 응용 디바이스 - Google Patents

Abstract

모터 어셈블리, 집적 회로 및 모터 어셈블리를 포함하는 응용 디바이스를 제공한다. 모터 어셈블리는 모터와 모터 구동 회로를 포함하고, 모터 구동 회로는 스텝 다운 회로를 포함하며, 스텝 다운 회로는, 선택적으로 턴 온되는 제1 전류 분기와 제2 전류 분기를 포함한다. 스텝 다운 회로는 주문형 집적 회로에 집적할 수 있어서, 회로의 복잡도와 비용을 줄일 수 있다.

Description

모터 어셈블리, 집적 회로 및 응용 디바이스{MOTOR ASSEMBLY, INTEGRATED CIRCUIT AND APPLICATION DEVICE}

본 개시는 모터 구동 기술 분야에 관한 것이며, 구체적으로는, 모터 어셈블리, 집적 회로 및 모터 어셈블리를 포함하는 응용 디바이스에 관한 것이다.

모터는 전자기 유도 법칙을 기초로 하여 전기 에너지를 변환 또는 전달할 수 있다. 모터 구동 회로는 모터에 구동 신호를 제공해야 한다. 모터 구동 회로는 가능함 많이 주문형 집적 회로에 집적될 수 있어서, 회로의 복잡성과 비용을 감소시킬 수 있다. 전압 강하 저항이 일부 모터 구동 회로에 필요하다. 그러나 전압 강하 저항은 주문형 집적 회로에 집적할 수 없다.

모터와 모터 구동 회로를 포함하는 모터 어셈블리를 제공한다. 모터 구동 회로는, 선택적으로 턴 온되는 제1 전류 브랜치와 제2 전류 브랜치를 갖는 스텝 다운 회로를 포함한다.

바람직하게도, 제1 전류 브랜치와 제2 전류 브랜치는 단방향 전류 브랜치여서 반대 방향을 갖는 전류가 통과하게 한다.

바람직하게도, 제1 전류 브랜치는 전력 트랜지스터를 포함하며, 전력 트랜지스터는, 제1 전류 브랜치가 턴 온될 때 증폭기 모드로 동작한다.

바람직하게도, 전압 강하 회로는 제1 단자와 제2 단자를 가지며,

제1 전류 브랜치는 제1 스위치 트랜지스터와 제1 저항을 포함하고, 제1 스위치 트랜지스터의 전류 입력 단자는 제1 단자에 전기적으로 연결되고, 제1 스위치 트랜지스터의 전류 출력 단자는 제2 단자에 전기적으로 연결되고, 제1 스위치 트랜지스터의 제어 단자는 제1 저항의 일 단자에 전기적으로 연결되며, 제1 저항의 다른 단자는 제1 스위치 트랜지스터의 전류 입력 단자에 전기적으로 연결되며;

제2 전류 브랜치는 제2 스위치 트랜지스터와 제2 저항을 포함하고, 제2 스위치 트랜지스터의 전류 입력 단자는 제2 단자에 전기적으로 연결되고, 제2 스위치 트랜지스터의 전류 출력 단자는 제1 단자에 전기적으로 연결되고, 제2 스위치 트랜지스터의 제어 단자는 제2 저항의 일 단자에 전기적으로 연결되며, 제2 저항의 다른 단자는 제2 스위치 트랜지스터의 전류 입력 단자에 전기적으로 연결된다.

바람직하게도, 제1 스위치 트랜지스터의 전류 입력 단자와 전류 출력 단자 사이의 전압 강하는 제2 스위치 트랜지스터의 전류 입력 단자와 전류 출력 단자 사이의 전압 강하와 같다.

바람직하게도, 모터 구동 회로는 양방향 교류 스위치와 스위치 제어 회로 - 이들 모두는 모터에 직렬로 결합됨 - 를 더 포함하며, 스위치 제어 회로의 제어 출력 단자는 양방향 교류 스위치의 제어 단자에 전기적으로 결합된다.

바람직하게도, 모터 구동 회로는 모터의 회전자의 자계를 검출하여 자계 검출 정보를 스위치 제어 회로에 출력하는 자계 검출 회로를 더 포함한다.

집적 회로를 제공한다. 집적 회로는 하우징, 하우징 내부에 배치되는 반도체 기판, 하우징으로부터 외부로 연장하는 입력 포트와 출력 포트, 및 반도체 기판 상에 배치되는 전자 회로를 포함하며, 전자 회로는, 선택적으로 턴 온되는 제1 전류 브랜치와 제2 전류 브랜치를 갖는 스텝 다운 회로를 포함한다.

바람직하게도, 열소산 판을 하우징에 고정한다.

상기 설명 중 임의의 하나에 기재된 모터 어셈블리를 포함하는 응용 디바이스를 제공한다.

본 개시의 실시예에서, 전압 강하 회로를 주문형 집적 회로에 집적할 수 있어서, 회로의 복잡도와 비용을 감소시킬 수 있다.

본 개시의 실시예 또는 종래 기술에서의 기술적 해법을 더욱 명백히 예시하기 위해, 실시예 또는 종래 기술의 설명에서 사용한 도면을 이후에 간략히 소개한다. 분명히, 이후에 설명한 도면은 단지 본 개시의 일부 실시예를 예시하며, 당업자는 임의의 창의적인 노력 없이도 이들 도면을 기초로 다른 도면을 얻을 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시예에 따른 모터 어셈블리의 구조도이다.
도 2는 본 개시의 다른 실시예에 따른 모터 어셈블리의 구조도이다.
도 3은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 모터 어셈블리의 구조도이다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 모터 어셈블리에서의 모터의 구조도이다.
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 모터 어셈블리의 구조도이다.
도 6은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 모터 어셈블리의 구조도이다.
도 7은 본 개시의 실시예에 따른 모터 어셈블리에서의 스위치 제어 회로의 구조도이다.
도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 모터 어셈블리에서의 스위치 제어 회로의 구조도이다.
도 9는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 모터 어셈블리에서의 스위치 제어 회로의 구조도이다.
도 10은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 모터 어셈블리에서의 스위치 제어 회로의 구조도이다.
도 11은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 모터 어셈블리의 구조도이다.
도 12는 본 개시의 실시예에 따른 모터 어셈블리에서의 정류 회로의 구조도이다.
도 13은 본 개시의 다른 실시예에 따른 모터 어셈블리에서의 정류 회로의 구조도이다.
도 14는 본 개시의 실시예에 따른 모터 어셈블리의 특정 회로의 도면이다.

본 개시의 실시예에서의 기술적 해법은 본 개시의 실시예의 도면과 연계하여 이후 분명하고 완벽하게 기재한다. 명백히도, 기재한 실시예는 본 개시의 모든 실시예보다 적은 소수에 불과하다. 임의의 창의적인 노력 없이 본 개시의 실시예를 기초로 하여 당업자가 얻은 모든 다른 실시예는 본 개시의 보호 범위 내에 있다.

도 1 및 도 2를 참조한다. 본 개시의 실시예에 따른 모터 어셈블리의 구조도를 도시한다. 모터 어셈블리는 모터(100)와 모터 구동 회로(200)를 포함한다. 구체적으로, 모터 구동 회로(200)는 스텝 다운 회로(10)를 포함하며, 스텝 다운 회로(10)는, 선택적으로 턴 온되는 제1 전류 브랜치(101)와 제2 전류 브랜치(102)를 포함한다.

바람직하게도, 본 개시의 실시예에 따른 제1 전류 브랜치(101)와 제2 전류 브랜치(102)는 단방향 전류 브랜치이며 반대 방향을 갖는 전류가 통과하게 하도록 구성된다. 도 2에 화살표로 도시한 바와 같이, 제1 전류 브랜치(101)에서의 전류는 왼쪽에서부터 오른쪽으로 흐르며, 제2 전류 브랜치(102)에서의 전류는 오른쪽에서부터 왼쪽으로 흐른다. 물론, 제1 전류 브랜치(101)에서의 전류는 오른쪽에서부터 왼쪽으로 흐를 수 있으며, 이 경우, 제2 전류 브랜치(102)에서의 전류는 왼쪽에서부터 오른쪽으로 흘러야 한다. 즉, 제1 전류 브랜치(101)와 제2 전류 브랜치(102)에서의 전류는 반대 방향으로 흐른다.

상기 실시예를 기초로 하여, 본 개시의 실시예에서, 제1 전류 브랜치(101)가 생성한 전압 강하는 제2 전류 브랜치(102)가 생성하는 것과 같으며, 본 개시는 이점으로 제한되기 보다는 특정 상황에 의존한다.

바람직하게도, 제1 전류 브랜치(101)는 전력 트랜지스터를 포함한다. 제1 전류 브랜치(101)가 턴 온될 때, 그 전류는 제1 방향으로 전력 트랜지스터를 통해 흐르며, 전력 트랜지스터는 증폭기 모드로 동작하도록 인에이블될 수 있어서 제1 전류 브랜치가 필요한 전압 강하를 생성하게 한다. 제2 전류 브랜치는 또한 전력 트랜지스터를 포함할 수 있다. 제2 전류 브랜치(102)가 턴 온될 때, 그 전류는 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 전력 트랜지스터를 통해 흐르며, 전력 트랜지스터는 또한 증폭기 모드로 동작하도록 인에이블될 수 있어서 제2 전류 브랜치가 필요한 전압 강하를 생성하게 한다. 게다가, 제2 전류 브랜치(102)의 전력 트랜지스터에서의 전류의 흐름 방향은 제1 전류 브랜치(101)의 전력 트랜지스터에서의 전류의 흐름 방향과 반대이다.

본 개시의 실시예에서, 제1 전류 브랜치 또는 제2 전류 브랜치가 턴 온될 때, 그 전력 트랜지스터가 턴 온되어 증폭기 모드로 동작하고, 베이스 전류는 매우 낮으며 컬렉트와 이미터 사이의 등가 저항은 매우 크며, 그에 따라, 매우 큰 전압 강하가 컬렉터와 이미터 사이에 생성될 수 있어서, 필요한 전압 강하를 달성할 것이다.

도 3은 본 개시의 실시예에 따른 스텝 다운 회로(10)의 특정 구현을 도시한다. 스텝 다운 회로(10)는 제1 단자(A)와 제2 단자(B)를 갖는다. 제1 전류 브랜치(101)는 제1 스위치 트랜지스터(Q1)와 제1 저항(Ra)을 포함할 수 있다. 제1 스위치 트랜지스터(Q1)의 전류 입력 단자(즉, 제1 스위치 트랜지스터(Q1)의 컬렉터)는 전기적으로 제1 단자(A)에 연결되고, 제1 스위치 트랜지스터(Q1)의 전류 출력 단자(즉, 제1 스위치 트랜지스터(Q1)의 이미터)는 제2 단자(B)에 전기적으로 연결되고, 제1 스위치 트랜지스터(Q1)의 제어 단자(즉, 제1 스위치 트랜지스터(Q1)의 베이스)는 제1 저항(Ra)의 일 단자에 전기적으로 연결되고, 제1 저항(Ra)의 다른 단자가 전류 입력 단자(즉, 스텝 다운 회로(10)의 제1 단자(A))에 전기적으로 연결된다.

제2 전류 브랜치(102)는 제2 스위치 트랜지스터(Q2)와 제2 저항(Rb)을 갖는다. 2 스위치 트랜지스터(Q2)의 전류 입력 단자(즉, 제2 스위치 트랜지스터(Q2)의 컬렉터)는 제2 단자(B)에 전기적으로 연결되고, 제2 스위치 트랜지스터(Q2)의 전류 출력 단자(즉, 제2 스위치 트랜지스터(Q2)의 이미터)는 제1 단자(A)에 전기적으로 연결되고, 제2 스위치 트랜지스터(Q2)의 제어 단자(즉, 제2 스위치 트랜지스터(Q2)의 베이스)는 제2 저항(Rb)의 일 단자에 전기적으로 연결되고, 제2 저항(Rb)의 다른 단자가 제2 스위치 트랜지스터의 전류 입력 단자(즉, 스텝 다운 회로(10)의 제2 단자(B))에 전기적으로 연결된다.

본 개시의 실시예에서, 제1 스위치 트랜지스터의 전류 입력 단자와 전류 출력 단자 사이의 전압 강하는 제2 스위치 트랜지스터의 전류 입력 단자와 전류 출력 단자 사이의 전압 강하와 같도록 설정되는 것이 바람직함을 주목해야 한다. 물론, 제1 전류 브랜치의 전압 강하는 회로의 실제 요건을 기초로 하여 제2 전류 브랜치의 전압 강하와 상이하도록 설정될 수 있으며, 이 점은 본 개시에서 제한되기 보다는 특정한 상황에 의존한다.

상기 실시예 중 임의의 하나에서, 부가적으로, 모터(100)는 도 1에 도시한 바와 같이 직렬로 스텝 다운 회로(10)와 연결된다. 본 개시의 특정한 응용 예에서, 모터(100)는 동기 모터일 수 있다. 본 개시에 따른 모터 구동 회로(200)에서 스텝 다운 회로는 동기 모터뿐만 아니라 다른 타입의 교류 영구 자석 모터에 응용될 수 있음을 이해해야 할 수 있다. 동기 모터는 고정자와, 고정자에 대해 회전 가능한 회전자를 포함할 수 있다. 고정자는 고정자 코어와, 고정자 코어 상에 감기는 고정자 권선을 포함한다. 고정자 코어는 순철, 주철, 주강, 전기 강, 실리콘 강과 같은 연질 자기 소재로 만들 수 있다. 회전자는 영구 자석을 포함하며, 회전자는, 고정자 권선이 교류 전원과 직렬로 연결될 때 정상 상태 동안 60f/p revs/min의 일정 회전 속도로 동작하며, 여기서 f는 교류 전원의 주파수이며 p는 회전자의 극 쌍의 개수이다.

상기 실시예를 기초로 하여, 본 개시의 실시예에서, 도 5에 도시한 바와 같이, 모터 구동 회로(200)는, 모터(100)와 직렬로 연결되는 양방향 교류 스위치(20)와 스위치 제어 회로(30)를 더 포함한다. 스위치 제어 회로(30)의 제어 출력 단자는 양방향 교류 스위치(20)의 제어 단자에 전기적으로 연결되어 미리 결정된 방식으로 양방향 교류 스위치(20)를 턴 온 또는 턴 오프한다. 실시예에서, 스위치 제어 회로(30)는 마이크로컨트롤러에 의해 구현할 수 있다.

양방향 교류 스위치(20)는 트라이액(TRIAC)일 수 있으며, 트라이액의 두 개의 애노드는 각각 노드(A)와 노드(C)에 연결되며, 트라이액의 제어 회로는 스위치 제어 회로에 연결된다. 제어 가능한 양방향 교류 스위치는, 전류가 두 방향으로 흐르게 하는 전자 스위치일 수 있으며, 금속-산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터, 실리콘-제어된 정류기, 양방향 트라이오드 사이리스터, 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터, 바이폴라 접합 트랜지스터, 사이리스터 및 광결합기 중 하나 이상으로 구성됨을 이해할 수 있다. 예컨대, 두 개의 금속-산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터, 두 개의 실리콘-제어된 정류기, 두 개의 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터 및 두 개의 바이폴라 접합 트랜지스터일 수 있다.

상기 실시예를 기초로 하여, 본 개시의 실시예에서, 도 6에 도시한 바와 같이, 모터 구동 회로(200)는, 모터(100)의 회전자의 자계를 검출하여 대응하는 자계 검출 정보를 스위치 제어 회로(30)에 출력하는 자계 검출 회로(40)를 더 포함한다.

구체적으로, 본 개시의 실시예에서, 자계 검출 회로(40)는 회전자의 자계를 검출하여 전기 신호를 출력하는 자계 검출 소자, 전기 신호를 증폭하여 디스크램블하는 신호 처리 유닛, 및 증폭하여 디스크램블한 전기 신호를 자계 검출 정보로 변환하는 아날로그-디지털 변환 유닛을 포함한다. 회전자의 자계의 극성을 단지 식별하는 응용의 경우, 자계 검출 정보는 스위치-타입 디지털 신호일 수 있다. 자계 검출 소자는 바람직하게는 홀 판(Hall plate)일 수 있다.

상기 실시예에서, 스위치 제어 회로(30)는, 적어도 자계 검출 정보를 기초로 하여, 구동 전류가 스위치 제어 회로(30)의 제어 출력 단자로부터 양방향 교류 스위치(20)의 제어 단자로 흐르는 제1 상태, 구동 전류가 양방향 교류 스위치(20)의 제어 단자로부터 스위치 제어 회로(30)의 제어 출력 단자로 흐르는 제2 상태 중 적어도 하나로 동작할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 스위치 제어 회로(30)는 제1 상태와 제2 상태 사이에서 스위칭할 수 있다. 본 개시의 실시예에서, 스위치 제어 회로(30)는 하나의 상태가 끝난 직후 다른 상태로 스위칭하는 것으로 제한되지 않으며, 하나의 상태가 종료한 특정 시간 간격 후에 다른 상태로 스위칭할 수 있음을 주목해야 한다. 바람직한 응용 예에서, 두 개의 상태의 스위칭 사이의 시간 간격 에서 스위치 제어 회로(30)의 제어 출력 단자에 출력이 없다.

상기 실시예를 기초로 하여, 본 개시의 실시예에서, 스위치 제어 회로(30)는 제1 스위치 트랜지스터와 제2 스위치 트랜지스터를 포함할 수 있다. 제1 스위치 트랜지스터와 제어 출력 단자는 제1 전류 경로에서 연결되고, 제2 스위치 트랜지스터와 제어 출력 단자는 제1 전류 경로의 방향과 반대인 방향을 갖는 제2 전류 경로에서 연결되며, 제1 스위치 트랜지스터와 제2 스위치 트랜지스터는 자계 검출 정보를 기초로 하여 선택적으로 턴 온한다. 바람직하게도, 제1 스위치 트랜지스터는 트라이오드일 수 있으며, 제2 스위치 트랜지스터는 트라이오드 또는 다이오드일 수 있으며, 이 점은 본 개시에서 제한되지 않으며 상황에 의존한다.

구체적으로, 본 개시의 실시예에서, 도 7에 도시한 바와 같이, 제1 스위치(31)와 제2 스위치(32)는 상보 반도체 스위치의 쌍이다. 제1 스위치(31)는 저레벨에서 턴 온되며 제2 스위치(32)는 고레벨에서 턴 온된다. 제1 스위치(31)와 제어 출력 단자(Pout)는 제1 전류 경로에서 연결되며; 제2 스위치(32)와 제어 출력 단자(Pout)는 제2 전류 경로에서 연결된다. 제1 스위치(31)의 제어 단자와 제2 스위치(32)의 제어 단자 모두는 자계 검출 회로(40)에 연결된다. 제1 스위치(31)의 전류 입력 단자는 (직류 전원과 같은) 고전압에 전기적으로 연결되고, 제1 스위치(31)의 전류 출력 단자는 제2 스위치(32)의 전류 입력 단자에 전기적으로 연결되며, 제2 스위치(32)의 전류 출력 단자는 (접지와 같은) 저전압에 전기적으로 연결된다. 자계 검출 회로(40)에 의해 출력되는 자계 검출 정보가 저레벨에 있을 때, 제1 스위치(31)는 턴 온되고, 제2 스위치(32)는 턴 오프되며, 구동 전류는 고전압으로부터 외부로 제1 스위치(31)와 제어 출력 단자(Pout)를 통해 흐른다. 또한, 자계 검출 회로(40)에 의해 출력되는 자계 검출 정보가 고레벨에 있을 때, 제2 스위치(32)는 턴 온되고, 제1 스위치(31)는 턴 오프되며, 구동 전류는 양방향 교류 스위치(20)의 제어 단자로부터 제어 출력 단자(Pout)로 흐르며 제2 스위치(32)를 통해 저전압으로 흐른다. 바람직하게도, 본 개시의 실시예에서, 도 7에 도시한 예에서 제1 스위치(31)는 p-타입 금속-산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(P-타입 MOSFET)이며, 제2 스위치(32)는 n-타입 금속-산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(N-타입 MOSFET)이다. 다른 실시예에서, 제1 스위치와 제2 스위치는 접합 전계 효과 트랜지스터(JFET) 또는 금속 반도체 전계 효과 트랜지스터(MESFET)와 같은 다른 타입의 반도체 스위치일 수 있으며, 이점은 본 개시에서 제한되지 않음을 이해해야 한다.

본 개시의 다른 실시예에서, 도 8에 도시한 바와 같이, 제1 스위치(31)는 고레벨에서 턴 온되는 스위치이고, 제2 스위치(32)는 다이오드이다. 제1 스위치(31)의 제어 단자와 제2 스위치(32)의 캐소드는 자계 검출 회로(40)에 전기적으로 연결된다. 제1 스위치(31)의 전류 입력 단자는 외부 교류 전원에 연결되며, 제1 스위치(31)의 전류 출력 단자와 제2 스위치(32)의 애노드는 모두 제어 출력 단자(Pout)에 전기적으로 연결된다. 제1 스위치(31)와 제어 출력 단자(Pout)는 제1 전류 경로에서 연결되며, 제어 출력 단자(Pout), 제2 스위치(32) 및 자계 검출 회로(40)는 제2 전류 경로에서 연결된다. 자계 검출 회로(40)에 의해 출력되는 자계 검출 정보가 고레벨에 있을 때, 제1 스위치(31)는 턴 온되고, 제2 스위치(32)는 턴 오프되며, 구동 전류는 외부 교류 전원으로부터 흘러, 제1 스위치(31)와 제어 출력 단자(Pout)를 통과하여 외부로 흐른다. 또한 자계 검출 회로(40)에 의해 출력되는 자계 검출 정보가 저레벨에 있을 때, 제2 스위치(32)는 턴 온되고, 제1 스위치(31)는 턴 오프되며 구동 전류는 양방향 전류 스위치(20)의 제어 단자로부터 제어 출력 단자(Pout)로 흐르며 제2 스위치(32)를 통해 흐른다. 본 개시의 다른 실시예에서, 제1 스위치(31)와 제2 스위치(32)는 다른 구조가 될 수 있으며, 이점은 본 개시에서 제한되지 않으며 특정한 상황에 의존함을 이해해야 한다.

본 개시의 다른 실시예에서, 스위치 제어 회로(30)는 전류가 제어 출력 단자(Pout)로부터 외부로 흐르는 제1 전류 경로, 전류가 제어 출력 단자(Pout)로부터 내부로 흐르는 제2 전류 경로, 및 제1 전류 경로와 제2 전류 경로 중 하나에서 연결되는 스위치를 포함할 수 있다. 제1 전류 경로와 제2 전류 경로 중 다른 하나에는 스위치가 없으며, 스위치 제어 회로(30)는 자계 검출 회로(40)에 의해 출력되는 자계 검출 정보에 의해 제어되어, 제1 전류 경로와 제2 전류 경로를 선택적으로 턴 온한다.

특정한 구현에서, 도 9에 도시한 바와 같이, 스위치 제어 회로(30)는 단방향 스위치(33)를 포함하며, 단방향 스위치(33)와 제어 출력 단자(Pout)는 제1 전류 경로에서 연결되고, 단방향 스위치(33)의 전류 입력 단자가 자계 검출 회로(40)의 출력 단자에 전기적으로 연결될 수 있으며, 자계 검출 회로(40)의 출력 단자는, 저항(R1)을 통해, 제1 전류 경로의 방향과 반대인 방향을 갖는 제2 전류 경로에서 제어 출력 단자(Pout)에 더 연결될 수 있다. 단방향 스위치(33)는, 자계 유도 신호가 고레벨에 있을 때 턴 온되며, 구동 전류는 단방향 스위치(33)와 제어 출력 단자(Pout)를 통해 외부로 흐른다. 단방향 스위치(33)는, 자계 유도 신호가 저레벨에 있을 때 턴 오프되며, 구동 전류는 외부로부터 제어 출력 단자(Pout)로 흐르며, 저항(R1)과 자계 검출 회로(40)를 통해 흐른다. 대안으로서, 제2 전류 경로에서의 저항(R1)은 단방향 스위치(33)와 역방향-병렬로 연결되는 다른 단방향 스위치로 교체할 수 있다. 이런 식으로, 제어 출력 단자로부터 흐르는 구동 전류는 제어 출력 단자로 흐르는 구동 전류와 상대적으로 균형을 맞추며, 이점은 본 개시에서 제한되지 않는다.

다른 특정 구현에서, 도 10에 도시한 바와 같이, 스위치 제어 회로(30)는 자계 검출 회로(40)의 출력 단자와 제어 출력 단자(Pout) 사이에서 역방향-직렬로 연결되는 다이오드(D1 및 D2), 직렬 연결된 다이오드(D1 및 D2)와 병렬로 연결되는 저항(R1), 및 다이오드(D1 및 D2)의 공통 단자와 외부 전원(Vcc) 사이에서 연결되는 저항(R2)을 포함한다. 다이오드(D1)의 캐소드는 자계 검출 회로(40)의 출력 단자에 연결된다. 다이오드(D1)는 자계 검출 회로(40)에 의해 제어된다. 자계 검출 회로(40)가 고레벨을 출력할 때, 다이오드(D1)는 턴 오프되며, 구동 전류는 전원(Vcc)으로부터 흘러, 저항(R2)과 다이오드(D2)를 통과하며, 제어 출력 단자(Pout)로부터 외부로 흐른다. 자계 검출 회로(40)가 저레벨을 출력할 때, 구동 전류는 외부로부터 제어 출력 단자(Pout)로 흐르며, 저항(R1)과 자계 검출 회로(40)를 통해 흐른다.

본 개시의 실시예에서, 도 6에 도시한 바와 같이, 모터(100)는 외부 교류 전원(300) 양단에서 양방향 교류 스위치(20)와 직렬로 연결된다. 스위치 제어 회로(30)는 교류 전원(300)의 극성 변화와 자계 검출 정보를 기초로 하여 제1 상태와 제2 상태 사이에서 스위칭할 수 있다.

본 개시의 실시예에서, 스위치 제어 회로(30)는, 교류 전원(300)이 포지티브 반-주기에 있으며 자계 검출 회로(40)에 의해 검출되는 회전자의 자계의 극성이 제1 극성일 때 또는 교류 전원(300)이 네거티브 반-주기에 있으며 자계 검출 회로(40)에 의해 검출되는 회전자의 자계의 극성이 제1 극성과 반대인 제2 극성일 때, 제어 출력 단자가 흐르는 구동 전류를 갖게 할 수 있다. 교류 전원(300)이 포지티브 반-주기에 있으며 회전자의 자계의 극성이 제2 극성일 때 또는 교류 전원(300)이 네거티브 반-주기에 있으며 회전자의 자계의 극성이 제1 극성일 때 제어 출력 단자를 통해 흐르는 구동 전류는 없다. 교류 전원(300)이 포지티브 반-주기에 있으며 회전자의 자계가 제1 극성을 가질 때 또는 교류 전원(300)이 네거티브 반-주기에 있으며 회전자의 자계가 제2 극성을 가질 때, 제어 출력 단자가 흐르는 구동 전류를 갖는 상황은, 제어 출력 단자가 앞서 기재한 두 경우의 전체 지속기간 동안 흐르는 구동 전류를 갖는 상황일 수 있거나, 제어 출력 단자가 앞서 기재한 두 경우의 부분 지속기간 동안 흐르는 구동 전류를 갖는 상황일 수 있음을 주목해야 한다.

본 개시의 실시예에서, 도 11에 도시한 바와 같이, 모터 구동 회로는 스텝 다운 회로(10)와 직렬로 연결되는 정류 회로(60)를 더 포함한다. 정류 회로(60)는 교류 전원(300)에 의해 출력되는 교류 신호를 직류 신호로 변환할 수 있다.

본 개시의 실시예에서, 정류 회로(60)의 입력 단자는, 교류 전원(300)에 연결되는 제1 입력 단자와 제2 입력 단자를 포함할 수 있음을 주목해야 한다. 본 개시에서, 입력 단자들이 교류 전원(300)에 연결되는 경우는, 입력 단자들이 교류 전원(300)의 두 개의 단자에 직접 연결되는 경우일 수 있거나, 입력 단자들이 교류 전원(300)의 두 개의 단자 양단에서 모터와 직렬로 연결되는 경우일 수 있으며, 이점은, 정류 회로(60)가 교류 전원(300)에 의해 출력되는 교류 신호를 직류 신호로 변환할 수 있는 한, 본 개시에서 제한되지 않으며 특정한 상황에 의존한다.

본 개시의 특정 실시예에서, 도 12에 도시한 바와 같이, 정류 회로(60)는 전파(full wave) 브릿지 정류기(61)와, 전파 브릿지 정류기(61)의 출력에 연결되는 전압 안정화 유닛(62)을 포함한다. 전파 브릿지 정류기(61)는 교류 전원(300)에 의해 출력되는 교류를 직류로 변환할 수 있으며, 전압 안정화 유닛(62)은 전파 브릿지 정류기(61)에 의해 출력되는 직류 신호를 미리 설정한 값 범위 내로 안정화시킬 수 있다.

도 13은 정류 회로(60)의 특정 회로를 도시한다. 전압 안정화 유닛(62)은 전파 브릿지 정류기(61)의 두 개의 출력 단자 사이에 연결되는 제너 다이오드(621)를 포함한다. 전파 브릿지 정류기(61)는 직렬로 연결되는 제1 다이오드(611) 및 제2 다이오드(612)와, 직렬로 연결되는 제3 다이오드(613) 및 제4 다이오드(614)를 포함한다. 제1 다이오드(611)와 제2 다이오드(612)의 공통 단자가 제1 입력 단자(VAC+)에 전기적으로 연결되고, 제3 다이오드(613)와 제4 다이오드(614)의 공통 단자가 제2 입력 단자(VAC-)에 전기적으로 연결된다.

제1 다이오드(611)의 입력 단자는 제3 다이오드(613)의 입력 단자에 전기적으로 연결되어 전파 브릿지 정류기의 접지 출력 단자를 형성하며, 제2 다이오드(612)의 출력 단자는 제4 다이오드(614)의 출력 단자에 전기적으로 연결되어 전파 브릿지 정류기의 전압 출력 단자(VDD)를 형성한다. 제너 다이오드(621)는 제2 다이오드(612)와 제4 다이오드(614)의 공통 단자와, 제1 다이오드(611)와 제3 다이오드(613)의 공통 단자 사이에 연결된다. 본 개시의 실시예에서, 스위치 제어 회로(30)의 전력 단자는 전파 브릿지 정류기(61)의 전압 출력 단자에 전기적으로 연결됨을 주목해야 한다.

그에 따라, 상기 실시예 중 임의의 하나에 따른 모터 어셈블리를 포함하는 응용 디바이스를 더 제공한다. 바람직하게도, 응용 디바이스는 펌프, 팬, 가전 제품 또는 차량이며, 이점은 본 개시에서 제한되지 않으며 특정 상황에 의존한다.

상기 실시예를 기초로 하여, 본 개시의 실시예에서, 모터 어셈블리의 모터는 단상 영구 자석 브러시리스 모터이며, 이점은 본 개시에서 제한되지 않으며 특정 상황에 의존한다. 요약하면, 종래의 모터 구동 회로의 기능은 본 개시의 실시예에 따른 모터 어셈블리에 의해 연장되어, 전체 회로의 비용은 감소하며 회로의 신뢰도를 개선한다.

게다가, 집적 회로는 본 개시의 실시예에 따라 더 제공된다. 집적 회로는 하우징, 하우징 내부에 배치되는 반도체 기판, 하우징으로부터 외부로 연장하는 입력 포트와 출력 포트, 및 반도체 기판 상에 배치되는 전자 회로를 포함한다. 도 14에 도시한 바와 같이, 전자 회로는, 스텝 다운 회로(10)를 포함하며, 스텝 다운 회로는 선택적으로 턴 온되는 제1 전류 브랜치와 제2 전류 브랜치를 포함한다. 상기 실시예를 기초로 하여, 본 개시의 실시예에서, 스텝 다운 회로는 상기 실시예 중 임의의 하나에 따른 모터 어셈블리에서의 스텝 다운 회로의 특성을 가짐을 주목해야 한다.

본 개시의 실시예에 따른 스텝 다운 회로는 집적 회로에 집적할 수 있다. 열소산 판은 집적 회로의 하우징에 고정할 수 있어서, 스텝 다운 회로는 열소산 판을 통해 열을 소산시킬 수 있어서, 내부 회로의 초고온으로 인한 손상을 회피한다.

본 개시의 실시예에서, 도 14에 도시한 바와 같이, 전자 회로는 자계 검출 회로(40), 스위치 제어 회로(30), 양방향 교류 스위치(20) 및 정류 회로(다이오드(D2, D3, D4 및 D5)를 포함함) 중 일부나 모두를 더 포함할 수 있다. 자계 검출 회로, 스위치 제어 회로, 양방향 교류 스위치 및 정류 회로의 구조와 기능에 대해서는, 상기 실시예 중 임의의 하나에 따른 모터 어셈블리에서의 자계 검출 회로, 스위치 제어 회로, 양방향 교류 스위치 및 정류 회로의 구조와 기능을 참조할 수 있으며, 이들의 구조와 기능은 본 개시에서 반복하지 않는다.

상기 실시예 중 임의의 하나를 기초로 하여, 본 개시의 실시예에서, 열소산 판은 하우징 상에 고정되어서, 전자 회로에 의해 생성되는 열을 외부 환경으로 소산시켜서, 그 초고온으로 인한 전자 회로로의 손상을 회피한다.

다른 실시예에서, 모터는 노드(A)와 노드(C) 사이에서 양방향 스위치와 직렬로 연결될 수 있으며, 노드(A)와 노드(C)는 각각 교류 전원의 두 개의 단자에 연결될 수 있다.

모터 어셈블리, 집적 회로 및 모터 어셈블리를 포함하는 응용 디바이스를 본 개시에서 제공한다. 모터 어셈블리는 모터와 모터 구동 회로를 포함하고, 모터 구동 회로는 스텝 다운 회로를 포함하며, 스텝 다운 회로는 선택적으로 턴 온되는 제1 전류 브랜치와 제2 전류 브랜치를 포함한다. 본 개시의 실시예에 따른 모터 어셈블리에서, 스텝 다운 회로는 주문형 집적 회로에 집적되어, 회로의 복잡도와 비용을 감소시킨다.

설명을 용이하게 하기 위해, 상기 시스템은 기능을 기초로 하여 여러 모듈로 분할하여 각각 설명하였다. 물론, 본 개시를 구현할 때, 여러 모듈의 기능은 하나 이상의 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 구현할 수 있다.

제1 또는 제2와 같이 본 개시에서의 관계 용어는, 개체나 동작 사이의 어떤 실제 관계나 순서를 필요로 하거나 나타내기 보다는, 하나의 개체나 동작을 다른 개체나 동작으로부터 구별하는데만 사용됨을 주목해야 한다. 게다가, "포함하다" 또는 임의의 다른 파생어와 같은 용어는 비-배타적이고자 하여서, 일련의 요소를 포함하는 프로세스, 방법, 아이템 또는 디바이스는 이들 요소를 포함할 뿐만 아니라 프로세스, 방법, 아이템 또는 디바이스의 고유한 요소나 별도로 나열하지 않은 다른 요소를 포함한다. 더 이상의 제한이 없다면, 문구 "을 포함하는"으로 제한한 요소는 요소를 포함하는 프로세스, 방법, 아이템 또는 디바이스에서 다른 동일한 요소의 존재를 배제하지 않는다.

개시한 실시예의 상기 상세한 설명으로 인해 당업자는 본 개시를 구현하거나 사용할 수 있다. 실시예에 대한 여러 변화는 당업자에게 분명하며, 본 명세서에서 한정한 일반 원리는 본 개시의 사상과 범위에서 벗어나지 않고 다른 실시예에서 구현할 수 있다. 그러므로, 본 개시는 본 명세서에서 개시한 실시예로 제한되기 보다는 본 명세서에서 개시한 원리와 신규 특성에 일치하는 가장 넓은 범위에 부합한다.

Claims (10)

1. 모터와 모터 구동 회로를 포함하는 모터 어셈블리로서,
   상기 모터 구동 회로는, 선택적으로 턴 온되는 제1 전류 브랜치와 제2 전류 브랜치를 갖는 스텝 다운 회로를 포함하는, 모터 어셈블리.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 전류 브랜치와 상기 제2 전류 브랜치는 단방향 전류 브랜치여서 반대 방향을 갖는 전류가 통과하게 하는, 모터 어셈블리.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 전류 브랜치는 전력 트랜지스터를 포함하며, 상기 전력 트랜지스터는, 상기 제1 전류 브랜치가 턴 온될 때 증폭기 모드로 동작하는, 모터 어셈블리.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 스텝 다운 회로는 제1 단자와 제2 단자를 가지며,
   상기 제1 전류 브랜치는 제1 스위치 트랜지스터와 제1 저항을 포함하고, 상기 제1 스위치 트랜지스터의 전류 입력 단자는 상기 제1 단자에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 스위치 트랜지스터의 전류 출력 단자는 상기 제2 단자에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 스위치 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제1 저항의 일 단자에 전기적으로 연결되며, 상기 제1 저항의 다른 단자는 상기 제1 스위치 트랜지스터의 전류 입력 단자에 전기적으로 연결되며;
   상기 제2 전류 브랜치는 제2 스위치 트랜지스터와 제2 저항을 포함하고, 상기 제2 스위치 트랜지스터의 전류 입력 단자는 상기 제2 단자에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 스위치 트랜지스터의 전류 출력 단자는 상기 제1 단자에 전기적으로 연결되고, 상기 제2 스위치 트랜지스터의 제어 단자는 상기 제2 저항의 일 단자에 전기적으로 연결되며, 상기 제2 저항의 다른 단자는 상기 제2 스위치 트랜지스터의 전류 입력 단자에 전기적으로 연결되는, 모터 어셈블리.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 제1 스위치 트랜지스터의 전류 입력 단자와 전류 출력 단자 사이의 전압 강하는 상기 제2 스위치 트랜지스터의 전류 입력 단자와 전류 출력 단자 사이의 전압 강하와 같은, 모터 어셈블리.
6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모터 구동 회로는 양방향 교류 스위치와 스위치 제어 회로를 더 포함하고, 상기 양방향 교류 스위치와 스위치 제어 회로 모두는 상기 모터에 직렬로 결합되며, 상기 스위치 제어 회로의 제어 출력 단자는 상기 양방향 교류 스위치의 제어 단자에 전기적으로 결합되는, 모터 어셈블리.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 모터 구동 회로는, 상기 모터의 회전자의 자계를 검출하여 자계 검출 정보를 상기 스위치 제어 회로에 출력하는 자계 검출 회로를 더 포함하는, 모터 어셈블리.
8. 집적 회로로서,
   하우징,
   상기 하우징 내부에 배치되는 반도체 기판,
   상기 하우징으로부터 외부로 연장하는 입력 포트와 출력 포트, 및
   상기 반도체 기판 상에 배치되는 전자 회로를 포함하며,
   상기 전자 회로는, 선택적으로 턴 온되는 제1 전류 브랜치와 제2 전류 브랜치를 갖는 스텝 다운 회로를 포함하는, 집적 회로.
9. 청구항 8에 있어서, 열소산 판을 상기 하우징에 고정하는, 집적 회로.
10. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 모터 어셈블리를 포함하는 응용 디바이스.

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