无刷直流马达控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无刷直流马达控制系统及其控制方法，更详细而言，检测无刷直流(Brushless DC)马达的旋转速度并按照预先设定的基准转速不同地执行PWM(Pulse WidthModulat1n:脉宽调制)控制，从而能够在各转速区间以最高效率驱动的无刷直流马达控制系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]小型精密控制马达大致分为AC马达、DC马达、无刷直流(Brushless)马达以及磁阻(Reluctance)马达。
[0003]近年来，由于汽车高端化所带来的控制装置的增加，作为各种电子设备以及精密仪器的驱动源、控制源，小型马达作为影响相关产品开发及竞争力确保的核心部件，其地位不断被巩固，因此要求被驱动的马达的小型化、低噪声化以及低耗电化。
[0004]无刷直流马达为无电刷和转向器的马达，原则上不产生机械磨损、火花以及噪声，速度控制或扭矩控制优秀。而且，没有由速度控制带来的损失，作为小型马达的效率优秀。
[0005]此外，容易实现小型，耐久性强，无需维护，寿命长，因此大量使用于家电领域的产品Ο
[0006]图1为现有的无刷直流马达控制装置的控制框图。
[0007]现有的无刷直流马达10的控制装置包括逆变器部70、位置检测部20，PWM处理部50，逆变器将从桥式二极管(未图示)施加的DC电压转换为交流电压。
[0008]若这种交流电压施加于无刷直流马达10，则无刷直流马达10的转子进行旋转，随着转子的旋转，位置检测部20检测转子的位置，并向驱动信号发生部30和速度控制部40输出控制信号。
[0009]速度控制部40利用像这样从位置检测部20传递过来的转子位置信息来判别马达的旋转速度。
[0010]驱动信号发生部30生成能够使逆变器的各晶体管导通断开的的一定的驱动信号并向PWM处理部50输出，PWM处理部50根据从速度控制部40输入的旋转速度信息，对从驱动信号发生部30输入的一定的动信号进行脉冲宽度调制，并向门驱动器60输出。
[0011]门驱动器60将被调制脉冲宽度的驱动信号向逆变器和各晶体管供给，各晶体管进行导通断开的开关动作，向构成无刷直流马达10的各定子的各相A、B、C供给交流电压，而对无刷直流马达10进行旋转控制。
[0012]然而在使用于利用PWM控制信号而高速旋转的无刷直流马达10的情况下，由于高速开关动作而相电流的电流峰值增加，这导致由开关引起的损失增加，因而需要更大的散热管，或需要增加元件的额定值。
[0013]因此，本发明的无刷直流马达控制系统及其控制方法，在无刷直流马达初始驱动时即低速(Low RPM)，按照方波(Block wave、Square wave)进行脉冲宽度调制，从而能够控制因初始驱动摩擦而需要大的力的无刷直流马达，
[0014]在高速(High RPM)，按照正弦波(Sine wave)进行脉冲宽度调制控制无刷直流马达，从而具有噪声以及脉动(ripple)降低的效果。
[0015]在韩国公开特许第10-2006-0118877号(“无刷直流马达控制装置及其控制方法”，以下称为现有文献1)中，公开了按照规定的条件使供给于无刷直流马达的交流电源的相转换的时机不同，从而能够使无刷直流马达旋转时所产生的扭矩以及脉动最小化的无刷直流马达控制装置及其控制方法。
[0016]专利文献:韩国公开特许第10-2006-0118877号(公开日期=2006.11.24.)
【发明内容】
[0017]本发明为了解决上述的现有技术中的问题而提出，本发明的目的在于，提供通过检测无刷直流(Brushless DC)马达的旋转速度并根据预先设定的基准转速相不同地执行PWM (Pulse Width Modulat1n)控制，从而能够在各转速区间以最高的效率驱动的无刷直流马达控制系统及其控制方法。
[0018]本发明的一实施例所涉及的无刷直流马达控制系统，其特征在于，包括驱动无刷直流(Brushless DC)马达的马达驱动部100以及检测上述无刷直流马达的旋转速度，生成用于控制上述无刷直流马达的控制信号的控制部200，上述控制部200基于已设定的基准转速判别上述无刷直流马达的旋转速度为高速(High RPM)还是低速(Low RPM)来生成控制信号。
[0019]此时，其特征在于，上述控制部200包括:利用已设定的基准转速，来判别上述无刷直流马达的旋转速度为高速还是低速的速度判别部210以及根据上述速度判别部210的判别结果，生成用于上述无刷直流马达的驱动控制的PWM (Pulse Width Modulat1n)的控制信号，来控制上述无刷直流马达的驱动的信号生成部220，
[0020]其特征在于，上述控制部200将上述无刷直流马达的最大转速的50%以下的转速中的特定转速设定为基准转速，在判别出上述无刷直流马达的旋转速度为低速的情况下，按照方波(Block wave, Square wave)电流波形控制上述无刷直流马达的驱动，在判别出上述无刷直流马达的旋转速度为高速的情况下，按照正弦波(Sine wave)电流波形控制上述无刷直流马达的驱动。
[0021]本发明的一实施例所涉及的无刷直流马达控制方法，其特征在于，包括:在马达驱动部驱动无刷直流马达的驱动步骤S100 ;以及在控制部检测上述无刷直流马达的旋转速度，根据已设定的基准转速生成用于控制上述无刷直流马达的控制信号的控制步骤S200，上述控制步骤S200包括:在速度判别部利用已设定的基准转速，判别上述无刷直流马达的旋转速度为高速还是低速的速度判别步骤S210 ;在信号生成部根据上述速度判别步骤S210的判别结果生成用于上述无刷直流马达的驱动控制的PWM (Pulse Width Modulat1n)的控制信号来控制上述无刷直流马达的驱动的信号生成步骤S220。
[0022]此外，其特征在于，上述控制步骤S200将上述无刷直流马达的最大转速的50%以下的转速中的特定转速设定为基准转速，在判别出上述无刷直流马达的旋转速度为低速的情况下，按照方波(Block wave, Square wave)电流波形控制上述无刷直流马达的驱动，在判别出上述无刷直流马达的旋转速度为高速的情况下，按照正弦波(Sine wave)电流波形控制上述无刷直流马达的驱动。
[0023]基于上述结构的本发明的无刷直流马达控制系统及其控制方法，检测无刷直流(Brushless DC)马达的旋转速度，并根据预先设定的基准转速判别无刷直流马达的旋转速度为高速还是低速，从而分别不同地执行PWM (Pulse Width Modulat1n)控制，由此能够在各转速区间以最高的效率驱动。
[0024]此时，在判别为低速的情况下，判断为因摩擦而需要大的力(Togue)的无刷直流马达初始驱动，按照方波电流波形控制无刷直流马达的驱动，从而使无刷直流马达驱动力增加，
[0025]在判别为高速的情况下，由于相比初始驱动不需要大的力，因此按照正弦波电流波形控制无刷直流马达的驱动，从而减少噪声(noise)以及脉动(ripple)。
[0026]由此，具有与各转速对应地生成不同的控制信号来减少噪声实现柔和的驱动的优点。
【附图说明】
[0027]图1为现有的无刷直流马达控制装置的控制框图。
[0028]图2为简要表示本发明的一实施例所涉及的无刷直流马达控制系统的图。
[0029]图3为表示本发明的一实施例所涉及的利用无刷直流马达控制系统的按照无刷直流马达的旋转速度的控制电流波的图。
[0030]图4为在本发明的一实施例所涉及的无刷直流马达控制系统中用于设定用于判别无刷直流马达的旋转速度的基准转速的图表。
[0031]图5为表示本发明的一实施例所涉及的无刷直流马达控制方法的流程图。
[0032]附图标记说明
[0033]100:马达驱动部
[0034]200:控制部
[0035]210:速度判别部220:信号生成部
【具体实施方式】
[0036]以下，参照附图对本发明的一实施例所涉及的无刷直流马达控制系统及其控制方法进行详细说明。以下介绍的附图，仅作为例子示出，以便于本发明的思想充分传递给本领域技术人员。因此，本发明并非限定于以下所揭示的附图，可以按照其他形态具体化。此外，在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的构成要素。
[0037]此时所使用的技术用语以及科学用语，若无其他定义，则具有本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的含义，以下说明及附图中，对于可能不必要地混淆本发明要旨的公知功能及结构，省略说明。
[0038]此外，系统表示为了执行所需要的功能而实现组织化的包含规则性地相作用的装置、机构以及手段等的结构要素的集合。
[0039]图2为简要表示本发明的一实施例所涉及的无刷直流马达控制系统